Solarthermie steht im Schatten der Photovoltaik. Während PV-Anlagen boomen, ist es um Solarthermie ruhiger geworden. Zu Unrecht? Oder hat Photovoltaik die ältere Technologie tatsächlich überholt? Die Antwort ist nicht schwarz-weiß, auch wenn der Trend klar in Richtung PV geht.
Was Solarthermie macht und wie sie funktioniert
Solarthermie wandelt Sonnenlicht in Wärme um, nicht in Strom. Auf dem Dach sitzen Kollektoren, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser-Glykol-Gemisch) fließt. Die Sonne erhitzt diese Flüssigkeit, eine Pumpe transportiert sie in einen Warmwasserspeicher im Keller, und dort gibt sie die Wärme ab. Das erwärmte Wasser steht dann zum Duschen, Baden und für die Heizung zur Verfügung.
Der Wirkungsgrad ist auf den ersten Blick beeindruckend: bis zu 65 Prozent bei Flachkollektoren, bei Vakuumröhrenkollektoren sogar mehr. Das heißt: 65 Prozent der eintreffenden Sonnenenergie werden in nutzbare Wärme umgewandelt. Photovoltaik schafft nur 20 bis 25 Prozent Umwandlung in Strom. Aber der Vergleich hinkt, weil Strom vielseitiger nutzbar ist als Wärme.
Flachkollektor vs. Vakuumröhrenkollektor
Flachkollektoren sind die verbreitete Variante für Einfamilienhäuser. Sie bestehen aus einem flachen Gehäuse mit einer Absorberplatte, durch die Rohre mit der Wärmeträgerflüssigkeit laufen. Eine Glasabdeckung schützt den Absorber und minimiert Wärmeverluste. Flachkollektoren sind günstiger, robuster und einfacher zu montieren. Bei guter Einstrahlung liefern sie zuverlässig Wärme.
Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus einzelnen Glasröhren, in denen ein Vakuum die Wärmeverluste reduziert. Sie sind effizienter, vor allem bei niedrigen Außentemperaturen und diffuser Einstrahlung, also in den Monaten, in denen man Wärme am dringendsten braucht. Dafür sind sie teurer, empfindlicher und aufwendiger in der Montage.
Für reine Warmwasserbereitung im Sommer reichen Flachkollektoren völlig aus. Wer auch im Winter einen nennenswerten Heizungsbeitrag haben will, fährt mit Vakuumröhren besser, muss aber mehr investieren.
Was Solarthermie im Haushalt leisten kann
Für die Warmwasserbereitung kann eine Solarthermieanlage im Jahresmittel 50 bis 70 Prozent des Bedarfs decken. Im Sommer fast 100 Prozent, im Winter fast nichts. Typische Anlagengröße für einen Vier-Personen-Haushalt: 4 bis 6 Quadratmeter Kollektorfläche und ein 300-Liter-Warmwasserspeicher. Kosten: 4.000 bis 8.000 Euro inklusive Montage.
Für die Heizungsunterstützung braucht man mehr Fläche: 8 bis 15 Quadratmeter Kollektoren und einen Kombispeicher mit 800 bis 1.500 Litern. Damit lassen sich etwa 15 bis 25 Prozent des Heizbedarfs solar decken. Kosten: 8.000 bis 15.000 Euro. Der Ertrag hängt stark von der Gebäudedämmung ab. In einem gut gedämmten Neubau ist der Solaranteil höher als in einem unsanierten Altbau, weil weniger Wärme verloren geht.
Solarthermie oder PV mit Wärmepumpe?
Das ist die Frage, die den Markt in den letzten Jahren entschieden hat, und sie fällt zunehmend zugunsten von PV aus.
Die Kombination PV plus Wärmepumpe erzeugt Strom auf dem Dach und macht daraus Wärme im Haus. Die Wärmepumpe hat eine Jahresarbeitszahl von 3 bis 4,5, das heißt, aus 1 kWh Strom werden 3 bis 4,5 kWh Wärme. Effektiv wandelt das System also indirekt 60 bis 110 Prozent der Sonnenenergie in Wärme um, wenn man den Umweg über den Strom berücksichtigt. Das ist konkurrenzfähig mit Solarthermie, und der Strom, den die PV-Anlage erzeugt, kann eben auch für alles andere genutzt werden, nicht nur für Wärme.
Solarthermie ist dann im Vorteil, wenn kein Platz für eine PV-Anlage ist (z.B. bei Verschattung auf dem Haupt-Dachteil, aber einem sonnigen Dachstück für wenige Quadratmeter Kollektoren), wenn die bestehende Heizung solarthermisch unterstützt werden soll und kein Heizungstausch geplant ist, oder wenn man einen sehr hohen Warmwasserbedarf hat (z.B. großer Haushalt, Pool).
In allen anderen Fällen ist PV plus Wärmepumpe die flexiblere und wirtschaftlichere Lösung. Man bekommt Wärme und Strom gleichzeitig, kann den Strom vielseitiger nutzen und profitiert von den steuerlichen Vorteilen der PV (Nullsteuersatz, Einkommensteuerbefreiung), die es für Solarthermie nicht gibt.
Die Zahlen im Vergleich
Eine grobe Gegenüberstellung für einen Vier-Personen-Haushalt mit 12.000 kWh Wärmebedarf pro Jahr:
Solarthermie für Warmwasser und Heizungsunterstützung: 10.000 bis 15.000 Euro Investition, deckt 15 bis 25 Prozent des Wärmebedarfs. Kein Strom, keine Einspeisevergütung, keine Steuervorteile auf die Anlage selbst.
PV 10 kWp plus Wärmepumpe: 28.000 bis 52.000 Euro Investition (davon bis zu 70 Prozent Förderung für die Wärmepumpe), deckt 80 bis 100 Prozent des Wärmebedarfs, liefert zusätzlich Haushaltsstrom und Einspeisevergütung. Nullsteuersatz auf PV-Kauf, einkommensteuerfreie Erträge.
Die Investition in PV plus Wärmepumpe ist höher, aber nach Förderung oft vergleichbar. Und die laufende Ersparnis ist deutlich größer, weil die Wärmepumpe fast den gesamten Wärmebedarf deckt und nicht nur 15 bis 25 Prozent.
Hybridkollektoren: Das Beste aus beiden Welten?
Es gibt PVT-Hybridkollektoren, die auf der Vorderseite Strom und auf der Rückseite Wärme erzeugen. Klingt nach der perfekten Lösung, hat aber in der Praxis Grenzen. Die Stromerzeugung liegt unter der einer reinen PV-Anlage, weil die Module wärmer werden. Die Wärmeerzeugung liegt unter der einer reinen Solarthermie, weil die Kollektorfläche nicht optimiert ist. Und die Kosten pro Quadratmeter sind höher als bei beiden Einzellösungen.
PVT-Kollektoren haben ihre Nische bei sehr begrenzter Dachfläche, wo man beides will und keinen Platz für zwei getrennte Anlagen hat. Für das durchschnittliche Einfamilienhaus mit ausreichend Dachfläche sind getrennte Systeme in der Regel wirtschaftlicher.
Wann Solarthermie noch Sinn ergibt
Solarthermie ist nicht tot, aber ihr Einsatzgebiet ist schmaler geworden. Sie lohnt sich, wenn man eine bestehende Öl- oder Gasheizung ergänzen will, ohne gleich das ganze Heizsystem zu tauschen. Wenn man einen Pool hat, den man solar beheizen möchte, wofür einfache Schwimmbadabsorber ausreichen und nur wenige hundert Euro kosten. Wenn die Dachfläche für PV nicht reicht, aber ein paar Quadratmeter Sonnenfläche für Kollektoren da sind. Oder wenn man in einem Mehrfamilienhaus mit hohem Warmwasserbedarf lebt und Solarthermie dort die wirtschaftlichere Option ist.
Für Neubauten und umfassende Sanierungen, bei denen sowieso eine neue Heizung kommt, spricht fast alles für PV plus Wärmepumpe. Die Förderlandschaft, die Steuervorteile, die Flexibilität und die Wirtschaftlichkeit sind auf Seiten der PV. Solarthermie ist die Nischenlösung für Sonderfälle, keine falsche Wahl, aber in den meisten Fällen nicht die beste.
Wartung und Lebensdauer
Solarthermieanlagen brauchen etwas mehr Aufmerksamkeit als PV-Anlagen. Die Wärmeträgerflüssigkeit muss alle 5 bis 10 Jahre geprüft und gegebenenfalls getauscht werden, weil sie durch die hohen Temperaturen im Kollektor altert. Die Pumpe hat eine Lebensdauer von etwa 10 bis 15 Jahren. Und bei Vakuumröhren kann es vorkommen, dass einzelne Röhren undicht werden und getauscht werden müssen.
Die Kollektoren selbst halten 20 bis 30 Jahre. Die Gesamtlebensdauer der Anlage hängt von der Wartung ab. Jährliche Kontrolle des Drucks im Solarkreis, Sichtprüfung der Kollektoren auf Beschädigungen und alle paar Jahre ein Check der Frostschutzkonzentration, das sind die wesentlichen Punkte. Wer das vernachlässigt, riskiert Stillstand im Winter durch eingefrorene Leitungen oder Leistungsverlust durch gealterte Flüssigkeit.
Die Kosten für die Wartung liegen bei 50 bis 150 Euro pro Jahr, zuzüglich des Flüssigkeitstauschs alle Dekade (200 bis 400 Euro).
