• Photovoltaik-Solarthermie-Kombimodule
  • Solarthermieanlagen Typen
  • Solarthermie - welcher Anlagentyp?

Solarthermieanlagen: Arten, Kosten und Vergleich

Auf dieser Webseite geht es um einen Vergleich von verschiedenen Systemen, mit denen Sie mithilfe der Sonnenenergie Warmwasser erzeugen können. Sei es für das reine Brauchwasser in Dusche, Badewanne & Co., oder für Systeme zur Heizungsunterstützung.

Ziel ist es, einen groben Überblick zu erarbeiten. Wir wollen Ihnen helfen, herauszufinden, welche Systeme es gibt, wie sie im Prinzip funktionieren und welche Kosten dabei für Sie entstehen.

Das Ganze ist so kurz wie möglich gehalten, die Erklärungen dienen nicht dazu, eine technische Beschreibung der kompletten Funktionsweise zu geben, sie sind vielmehr eine Hilfe bei der Kaufentscheidung.

Am Ende zeigen wir auf, für wen welche Anlage am besten geeignet ist, denn "die pauschal beste Lösung" gibt es nicht, sondern immer nur die beste Lösung für einen bestimmten Bedarf.

Inhaltsverzeichnis von www.solarthermieanlage.biz

  • Welche verschiedenen Solarthermieanlagen-Typen gibt es?
  • Solar-Thermiekollektoren
  • Photovoltaik-Solarthermie-Kombimodule
  • Photovoltaikstrom und Heizstab
  • Empfehlung: Für wen ist welche Anlage geeignet?
  • TIPP: Angebote Solarthermieanlagen!


  • Solarthermieanlagen Typen

    Welche verschiedenen Solarthermieanlagen-Typen gibt es?

    Um mit Sonnenenergie Wasser zu erhitzen, gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  • Nutzung der Strahlungsenergie der Sonne mit so genannten Thermiekollektoren
  • Nutzung der Abwärme von Photovoltaikmodulen bei Kombimodulen
  • Nutzung des Stroms von Photovoltaikmodulen und Erhitzen des Wassers mittels eines elektrisch betriebenen Heizstabs




  • Solar-Thermie-Kollektoren

    Thermie-Kollektoren nutzen die direkte Wärmestrahlung der Sonne. Ein so genannter Absorber am Kollektor sorgt dafür, dass die Strahlungsenergie der Sonne in Wärme umgewandelt wird. Oberhalb des Absorbers fließt ein Wärmemedium (ein Wassergemisch) das die Wärme aufnimmt und weitertransportiert.

    Das Wärmemedium fließt dann zu einem Pufferspeicher, in dem die Wärme an das dort enthaltene Trinkwasser wieder abgegeben wird. Der Kreislauf wird mithilfe einer Pumpe aufrechterhalten.

    Solar-Thermie-Kollektoren Bei den Thermiekollektoren gibt es zwei verschiedene Bauarten:

    1. Flachkollektoren
    2. Vakuumröhrenkollektoren

    Das Wirkprinzip ist bei beiden gleich, allerdings arbeiten Vakuumröhrenkollektoren deutlich effektiver als Flachkollektoren.

    Allerdings sind Röhrenkollektoren deutlich teurer als Flachkollektoren, weshalb meist auf die günstigen Flachkollektoren gesetzt wird. Röhrenkollektoren kommen meist dann zum Einsatz, wenn der Flächenbedarf auf dem Dach verringert werden soll (durch die höhere Effizienz wird weniger Fläche benötigt) oder wenn die Anlage auch zur Heizungsunterstützung verwendet werden soll.

    Flachkollektoren:
    + einfache Technik, viele Anbieter
    + relativ günstiger Preis

    - haben einen hohen Wirkungsgrad im Sommer (den besten) aber in kalten Tagen, wenn viel Energie benötigt wird, einen schlechten
    - relativ schlechter Wirkungsgrad
    - keine Eigenmontage möglich (sollte ein Fachmann machen)
    - kann bei Energieüberschuss nicht abgeschaltet werden
    - nicht als Heizung geeignet

    Vakuumröhrenkollektoren:
    + einfache Technik, viele Anbieter
    + deutlich besserer Wirkungsgrad in Übergangsmonaten (wenn Sie die Energie benötigen)
    + als Heizungsunterstützung konfigurierbar

    - viel Energie im Sommer (wenn sie nicht benötigt wird)
    - relativ schlechter Wirkungsgrad
    - keine Eigenmontage möglich (sollte ein Fachmann machen)
    - kann bei Energieüberschuss nicht abgeschaltet werden




    Photovoltaik-Solarthermie-Kombimodule

    Bei Kombimodulen werden normale Photovoktaikmodule zur Stromerzeugung verwendet und so umgebaut, dass die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme (Verlustwärme und Strahlungswärme) verwendet wird, um Wasser zu erhitzen. Anstatt des Absorbers, der bei Thermiekollektoren verwendet wird, ersetzt hierbei die Modulrückseite diese Funktion.

    Durch Umbaumaßnahmen wird auf der Rückseite des Moduls die Wärme auf ein Wassermedium übertragen. Das kann entweder mit Kupferrohren passieren, zum Beispiel beim System von RES Energiesysteme oder bei 2Power, oder mit einem direkten Wasserkontakt auf der Rückseite erfolgen, wie es zum Beispiel das Solarzentrum Allgäu praktiziert.

    Bei beiden Systemen wird Wasser auf bis zu 50-60 Grad erhitzt und genau wie bei normalen Kollektoren mittels einer Pumpe zu einem Trinkwasserspeicher transportiert, in den die Wärme wieder abgegeben wird. Aufgrund der häufig geringen Temperatur des Wassers wird in den meisten Systemen zusätzlich eine Wärmepumpe verwendet, die mit Hilfe des Photovoltaikstroms die Temperatur des Wassers erhöht.

    Strom, der nicht für die Wärmepumpe benötigt wird, kann in das Netz eingespeist oder direkt im Haus verbraucht werden.

    Solarthermie Kombimodule zum Heizen Kombimodule liefern somit Strom und Wärme, damit steigt der gesamte Wirkungsgrad des Systems enorm (der Teil, der nicht in Strom umgewandelt werden kann, wird zu einem Teil in Wärme umgewandelt).

    Hybridmodule können in Kombination mit Heizstab und Wärmepumpe sogar eine herkömmliche Heizungsanlage komplett ersetzen, also als Vollheizung eingesetzt werden. Allerdings ist der Aufwand, der dafür betrieben werden muss, sehr hoch und die Kosten der gesamten Anlage können schnell 50.000 EUR oder mehr betragen.

    Auch bei einer Anlage nur zur Wassererwärmung sind die Kosten vergleichsweise hoch, da neben der thermischen Leistung auch immer die Photovoltaikmodule zur Stromerzeugung mit gekauft werden müssen. Daher werden Hybridkollektoren häufig in Kombination mit normalen Modulen zur Stromerzeugung installiert, um das gesamte Dach zu belegen. Damit werden die absoluten Kosten höher; gerechnet auf die installierte gesamte Photovoltaik und Thermieleistung sinken damit aber die spezifischen Kosten pro Watt.

    Der Nachteil ist damit aber, dass zusätzlich Photovoltaikmodule gekauft werden müssen, nur um die Kosten für den thermischen Teil der Anlage zu senken. Der Gesamtinvest ist damit bei dieser Variante regelmäßig sehr hoch, wird jedoch durch den Stromertrag mehr als kompensiert.

    + durch PV auch höherer Wirkungsgrad in den Übergangsmonaten
    + als Vollheizung planbar
    + in Kombination mit PV-Strom gute Rendite des Gesamtinvests
    + hoher Gesamtwirkungsgrad durch Doppelnutzung Photovoltaik und Thermie

    - sehr hoher Anschaffungspreis
    - Photovoltaikmodule müssen mit gekauft werden
    - Eigeninstallation nicht möglich
    - zusätzliche Wärmepumpe notwendig wegen der geringen Temperaturen
    - wenig bekanntes Konzept, daher wenig Anbieter vorhanden




    Photovoltaikstrom und Heizstab

    Photovoltaikstrom ist mittlerweile so günstig, dass es immer mehr Systeme gibt, die für die Warmwassererzeugung einfach den mit Photovoltaikmodulen erzeugten Strom verwenden und mittels Heizstab in Wärme umwandeln.

    Das System ist denkbar einfach: Mit eigenen Photovoltaikmodulen wird Strom erzeugt und mit Hilfe eines Heizstabs sofort verbraucht und in Wärme umwandelt.

    Einige Systeme gehen den Umweg vom Photovoltaikgleichstrom, wandeln diesen mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom und speisen den Wechselstrom in das Hausnetz ein. An anderer Stelle (meist im Keller, eben dort wo der Wassertank steht) wird der Strom wieder entnommen und im Heizstab in Wärme umgewandelt.

    Einfachere, günstigere Systeme nehmen den erzeugten Gleichstrom und verwenden diesen direkt zum Betrieb des Heizstabs. Auf diese Weise spart man sich die kostenintensiven Wechselrichter, muss allerdings eine Gleichstromleitung zum Heizstab legen. Trotz Leitung sind die Kosten von diesen Systemen deutlich geringer.

    Photovoltaikstrom und Heizstab Der große Vorteil bei Heizstabsystemen ist der, dass man den "Umweg" über den Strom geht. Eigentlich ja nicht sinnvoll da jeder Umweg auch mit Verlusten behaftet ist. Allerdings haben Photovoltaikmodule im Vergleich zu den in einer ähnlichen Preislage liegenden Flachkollektoren einen entscheidenden Vorteil im Schwachlichtbereich.

    Während Photovoltaikmodule auch bei trüben und bewölktem Wetter noch Strom erzeugen, geht der Wirkungsgrad ohne direkte Sonneneinstrahlung bei Kollektoren gegen Null. Nicht einmal die besonders effektiven Vakuumröhrenkollektoren können bei bewölktem Wetter mithalten.

    Dies führt dazu, dass eine „Photovoltaik + Heizstab Anlage“ vor allen in den Übergangsmonaten deutlich mehr Energie zur Verfügung stellt als eine Thermieanlage.

    Als Nachteil ist anzusetzen, dass diese Technik noch wenig verbreitet ist und von den wenigsten Solarteuren oder Heizungsinstallateuren angeboten wird. Auch ist die Leistung, die für diese Art der Warmwassererwärmung benötigt wird, häufig so gering, dass klassische Installateure wenig Interesse an solchen Anlagen haben (zu geringer Umsatz, zu geringer Marge).

    Daher werden die Module in vielen Fällen vom Hausbesitzer selbst installiert, das erfordert etwas handwerkliches Geschick und etwas Zeit (ca. 1 Tag Arbeit), macht die Anlage aber umso rentabler und preislich interessanter. Im Gegensatz zu Thermieanlagen ist die Eigeninstallation von Heizstabsystemen relativ einfach, da keine Rohrleitungen verlegt werden müssen, sondern nur eine dünne Gleichstromleitung. Bei vielen Systemen müssen nicht einmal Wechselrichter verwendet werden.

    + günstiger Preis
    + einfache Eigenmontage möglich
    + damit noch günstigerer Preis und noch mehr Ersparnis
    + hoher Energieertrag in den Übergangsmonaten

    - wenig bekannt, daher wenige Anbieter
    - durch günstigen Preis wenig Marge für den Installateur und damit selten angeboten
    - nicht zur Heizungsunterstützung geeignet




    Empfehlung: Für wen ist welcher Anlagentyp geeignet?

    Solarthermie - welcher Anlagetyp? Wie weiter oben bereits angemerkt wurde, haben alle Anlagentypen ihre spezifischen Vor- und Nachteile. „Das beste“ System gibt es nicht, sondern immer nur das System, das am besten zum jeweiligen Bedarf passt.

    Ich gehe hier kurz auf die einzelnen Bedürfnisse ein und zeige auf, welche Art von Anlage hierzu meiner Meinung nach am besten passt:

    Variante 1: Sie wollen möglichst günstig Warmwasser erzeugen
    Die mit Abstand günstigste Variante ist die mit einer Mini-PV Anlage auf dem Dach und einem Heizstabsystem. Hier sollten Sie Varianten bevorzugen, die direkt den Gleichstrom der PV-Anlage verwenden und diesen mittels Gleichstromleitung zum Heizstab transportieren.

    Aus mehreren Gründen:

    1. Sie sparen sich die Wechselrichter, die bei Kleinanlagen bis zu 1.000 € kosten können
    2. Die Montage ist denkbar einfach und man kann dabei nichts falsch machen: Module zusammenstecken, Kabel zum Heizstab legen und fertig.

    Ob Sie den Heizstab selbst in Ihren Warmwasserboiler einbauen wollen oder dazu einen Heizungsinstallateur holen wollen, bleibt Ihrem handwerklichen Geschick überlassen.

    Diese Art der Anlage hat zwei entschiedene Vorteile:

    1. Sie ist die günstigste Art, Warmwasser zu erzeugen
    2. Sie liefert gerade dann noch warmes Wasser, wenn viele der anderen Systeme keine Leistung mehr bringen und gerade diese Zeiten sind die, in der Sie die Leistung am meisten benötigen (in den Übergangsmonaten mit wenig direkter Sonneneinstrahlung)
    3. Sie regelt sich selbst, „kocht nie über“ und kann ohne Probleme in den Leerlauf gehen, wenn gerade zu viel Leistung zur Verfügung steht.

    Hinweis: Diese Art der PV-Anlagen arbeiten im reinen Inselbetrieb und müssen daher bei NIEMANDEM angemeldet werden. Kein Netzantrag oder sonstiges bei Ihrem Energieversorger.

    Variante 2: Sie wollen Warmwasser erzeugen, wollen aber alles vom Fachmann erstellen lassen ohne selbst Zeit zu investieren
    Wenn Sie nicht selbst die Module auf Ihr Dach schrauben können oder wollen (oder sich den einen Tag Zeit nicht nehmen wollen) dann sollten Sie auf das „Altbewährte“ zurückgreifen und auf eine reine Thermieanlage setzen. Hier empfehlt es sich, auf die teureren, aber effizienteren Röhrenkollektoren zu setzen, weil Sie sonst zwar viel Leistung haben, diese aber immer zur falschen Zeit!

    Bitte lassen Sie sich auch nicht das Märchen erzählen, dass Sie dann einfach mehr Fläche für Ihre Flachkollektoren verwenden können für die gleiche Leistung, dies löst das Problem nicht: Flachkollektoren bringen Ihnen die Wärme dann, wenn Sie sie nicht gebrauchen. Bei mehr Kollektoren haben Sie eben mehr Energie, aber auch zur falschen Zeit.

    Röhrenkollektoren sind da deutlich besser an den Bedarf angepasst.

    Der große Nachteil ist der Preis: Je nach Marke zahlen Sie 60-80% mehr im Vergleich zu einer PV-Heizstab-Anlage, dafür bekommen Sie aber alles schlüsselfertig installiert und müssen sich um nichts kümmern.

    Variante 3: Sie haben sehr hohen Wärmebedarf vor allem im Sommer (zum Beispiel durch einen Außenpool, der beheizt werden muss)
    Bereits mehrfach habe ich auf den Nachteil von günstigen Flachkollektoren hingewiesen: Sie haben im Sommer viel Ertrag, in den Übergangsmonaten wenig.

    Einige Anwendungsbeispiele passen hervorragend zu diesem Verhalten: Wenn Sie einen Pool haben, den Sie vor allem im Sommer nutzen und diesen folglich auch im Sommer heizen müssen, ist eine Flachkollektoren Anlage sehr gut geeignet.

    Egal aus welchem Grund: Wenn Sie immer dann die Wärme benötigen wenn die Sonne scheint, nehmen Sie Flachkollektoren. Für diese Anwendung ist diese Art günstig und einfach (wird von jedem Heizungsinstallateur installiert).

    Variante 4: Ihre Heizung muss dringend erneuert werden und Sie wollen eine PV-Komplett-Lösung
    Die teuerste aller Varianten ist die Photovoltaik-Hybrid-Anlage. Für die reine Warmwassererzeugung sind die Kosten und der Aufwand einfach zu hoch. Wegen der komplexen Installation können Sie diese Variante auf keinen Fall selbst installieren, Sie müssen hier auf einen Fachmann zurückgreifen.

    Der große Vorteil allerdings ist, dass man mit einem guten Konzept die herkömmliche Heizung komplett ersetzen kann. Nur dann – wenn Sie Ihre Heizung ersetzen müssen – lohnt sich diese Anlage sogar sehr gut, da Sie keinerlei Preissteigerung mehr im Brennstoff für die nächsten 30 Jahre zu erwarten haben.

    Eine Photovoltaik-Hybrid-Anlage ist die einzige Variante die sich als Vollheizung eignet.

    Einziges Problem neben dem Preis von teilweise über 50.000 €: Nur sehr wenige Anbieter können eine solche Anlage installieren, die Technik ist noch nicht alt genug und noch zu wenig verbreitet.