Die Solarheizung heizt mit der Sonne

Eine Solarheizung nutzt kostenfreie Energie der Sonne für Heizung und Warmwasserbereitung. Sie besteht neben den Kollektoren auf dem Dach aus einem großen Pufferspeicher, der das schwankende Angebot an den Bedarf im Haus anpasst. Hier geben wir einen Überblick über die Funktion, den Aufbau sowie eine Antwort auf die Frage, ob sich die Solarheizung lohnt.

Vakuumröhren einer Solarheizung

Solarheizung für Raumwärme und Warmwasser

Eine Solarheizung wandelt die kostenfreie Strahlungsenergie der Sonne in Wärme, die im eigenen Haus für Raumwärme und Warmwasserbereitung genutzt wird. Sie basiert auf dem Prinzip einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung, wird jedoch größer ausgelegt und anders in das Heizsystem eingebunden.

Sofern eine ausreichend große und gut ausgerichtete Dachfläche vorhanden und der Platz im Haus nicht zu knapp ist, kann die Solarheizung sowohl im Neu- als auch im Altbau eingesetzt werden. In Kombination mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger sorgt sie für eine umweltfreundliche Wärmeversorgung und niedrige Heizkosten.

Aufbau und Dimensionierung einer Solarheizung

Eine Solarheizung besteht neben den Kollektoren auf dem Dach und einem Rohrnetz auch aus einem Pufferspeicher. Dieser sammelt die thermische Solarenergie, wenn die Sonne scheint und verteilt sie bei Bedarf an Raumheizung oder Warmwasserbereitung.

Darüber hinaus fungiert der Speicher als Bindeglied zu einem weiteren Wärmeerzeuger. Dieser wird automatisch zugeschaltet, wenn die Energiereserven durch geringe Erträge oder einen hohen Bedarf knapp sind. Er stellt außerdem sicher, dass immer ausreichend Wärme verfügbar ist.

Die Kollektoren der Solarheizung

Die Kollektoren fangen die solare Strahlung auf und wandeln sie direkt in thermische Energie. Sie bestehen aus einem wärmegedämmten Kasten, der zur Sonne hin mit einer transparenten Glasscheibe abgedeckt ist. Im Inneren des Kastens befindet sich der sogenannte Absorber. Eine dunkel gefärbte Fläche, die die Strahlungsenergie aufnimmt – also absorbiert – und sich dabei selbst erwärmt. Über ein Rohrnetz, das fest mit dem Absorber verbunden ist, wird die gewonnene Wärme kontinuierlich abgeführt und zum Speicher transportiert.

Vakuumröhrenkollektoren sorgen für höhere Erträge

Sind die Bedingungen auf dem Dach durch eine ungünstige Ausrichtung oder zu knappe Platzverhältnisse nicht optimal, gibt es neben den hier beschriebenen Flachkollektoren auch Vakuumröhrenkollektoren. In diesen werden die Absorber nicht von gedämmten Kästen, sondern speziellen Vakuumröhren umhüllt. Diese reduzieren den Wärmeverlust auf ein Minimum und sorgen für höhere Erträge.

Die Größe der Kollektoren einer Solarheizung

Die Größe der Kollektoren einer Solarheizung richtet sich nach dem Energiebedarf im Gebäude und der geplanten solaren Deckungsrate – also dem Anteil der Solarenergie an der insgesamt erzeugten Heizwärme in einem Jahr. Geht es um die Größe, kann man überschlägig mit einer Kollektorgröße von 1 Quadratmeter je 10 Quadratmeter Wohnfläche rechnen.

Damit die Solarheizung wirtschaftlich arbeitet, empfiehlt sich eine individuelle Berechnung oder Simulation. Um die optimale Größe zu bestimmen, werden die Erträge und Verbräuche dabei über ein Jahr hinweg ermittelt und verglichen.

Der Pufferspeicher sammelt solare Wärme

Der Pufferspeicher einer Solarheizung besteht aus einem großen mit Heizungswasser befüllten Behälter. Er wird über einen Wärmeübertrager von der Solarflüssigkeit – mit Frostschutzmittel versetztem Wasser – durchflossen und nimmt die solare Wärme immer dann auf, wenn die Sonne scheint. Ist der Puffer voll, hat das gesamte Wasser in seinem inneren eine gleichhohe Temperatur angenommen.

Wärmeentnahme und Zusatzheizung

Wird Wärme für Heizung oder Warmwasserbereitung benötigt, fließt das heiße Speicherwasser zum jeweiligen Verbraucher, gibt Energie ab und strömt mit geringerer Temperatur wieder zurück. Um gewährleisten zu können, dass immer ausreichend Wärme vorhanden ist, wird der Pufferspeicher neben der Solarheizung von einem weiteren Wärmeerzeuger versorgt. Möglich ist zum Beispiel die Kombination mit einer effizienten Brennwertheizung.

Die Speichergröße der Solarheizung

Genau wie die Kollektoren, sollte auch die Größe des Pufferspeichers individuell an den Standort und das Gebäude angepasst werden. Während Experten eine Mindestgröße von 1.000 Litern empfehlen, sollte der Behälter mindestens 50 Liter je Quadratmeter Kollektorfläche fassen können.

Wie unterschiedlich die Größe ausfallen kann, zeigt der Blick zu einem Extrem – dem Solarhaus – ein Gebäude, das fast ausschließlich mit Solarwärme beheizt wird. Hier hält der Speicher überschüssige Wärme aus dem Sommer bis in den Winter vor und hat nicht selten bis zu 10.000 Liter – also rund 70 Badewannenfüllungen.

Lohnt sich eine Solaranlage zur Heizungsunterstützung?

Die Sonne stellt keine Rechnung. Das heißt: Je mehr Energie aus der Solaranlage kommt, umso niedriger sind die Heizkosten. Da mit der Größe der Anlage aber auch die Anschaffungskosten steigen, kommt es für einen wirtschaftlichen Betrieb auf viele Faktoren an. Beispiele dafür sind:

  • die Einbindung in das Heizungssystem
  • die Ausrichtung der Dachflächen
  • die Verschattung des Daches

Ob sich eine Solarheizung lohnt oder nicht, kann also nur bei der individuellen Beratung durch einen erfahrenen Installateur beurteilt werden.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Die Solarheizung versorgt neben der Warmwasserbereitung auch die Heizungsanlage mit kostenfreier Wärme. Ob sie sich auch wirtschaftlich lohnt, hängt jedoch von vielen Faktoren ab. Eine zuverlässige Aussage ist daher nur in Verbindung mit einer individuellen Beratung möglich.

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