Solar-Warmwasser – Grundlagen, Funktionsweise und Planung

Solar-Warmwasser beschreibt die Nutzung der Sonnenenergie, um Trinkwasser zu erwärmen. Diese umweltfreundliche Technik bietet viele Vorteile: Sie ist nahezu unbegrenzt verfügbar, verursacht keine Brennstoffkosten im laufenden Betrieb und hilft, den CO₂-Ausstoß zu senken. Dabei handelt es sich um eine bewährte Methode, die sowohl für Neubauten als auch für bestehende Gebäude genutzt werden kann. Aber wie funktioniert die Solar-Warmwasserbereitung genau, und was muss bei der Planung beachtet werden?

Wie funktioniert die Solar-Warmwasserbereitung?

Eine Solar-Warmwasseranlage wandelt Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme um. Dafür kommen verschiedene Komponenten zum Einsatz, die effizient zusammenarbeiten. Die drei zentralen Elemente einer solchen Anlage sind:

1. Solarkollektoren: Diese fangen die Sonnenstrahlen ein und wandeln sie in Wärme um.
2. Rohrleitungen: Über ein Netzwerk von Rohren wird die Wärme ins Gebäude transportiert.
3. Warmwasserspeicher: Hier wird die Wärme gespeichert, damit sie jederzeit verfügbar ist.

Schritt 1: Die Solarkollektoren Herzstück der Anlage Solarkollektoren spielen eine entscheidende Rolle, da sie die Sonnenstrahlen einfangen und in Wärme umwandeln.

Es gibt zwei Haupttypen:

• Flachkollektoren: Diese bestehen aus einem gedämmten Kasten mit einer Absorberfläche. Sie sind kostengünstig und robust, liefern jedoch weniger Ertrag als die zweite Variante.
• Vakuumröhrenkollektoren: Diese bestehen aus Röhren, die von einem Vakuum umgeben sind. Das Vakuum minimiert Wärmeverluste, ähnlich wie bei einer Thermoskanne, und sorgt für höhere Energieerträge. Diese Kollektoren sind ideal, wenn wenig Platz auf dem Dach verfügbar ist.

Schritt 2: Das Rohrnetz für die Wärmeübertragung

Die Wärme, die von den Kollektoren erzeugt wird, wird über ein Rohrnetz ins Gebäude transportiert. Innerhalb der Leitungen zirkuliert eine spezielle Solarflüssigkeit, die aus einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel besteht. Zusätzlich sorgen Komponenten wie eine Solarpumpe, ein Sicherheitsventil und ein Ausdehnungsgefäß für einen reibungslosen und sicheren Betrieb.

Schritt 3: Der Warmwasserspeicher

Im Warmwasserspeicher wird das durch Sonnenenergie erhitzte Wasser gelagert. Eine hochwertige Dämmung verhindert Wärmeverluste und hält das Wasser über Stunden warm. An Tagen, an denen die Sonne nicht ausreichend scheint, wird der Speicher zusätzlich durch eine herkömmliche Heizung versorgt, zum Beispiel eine Gasheizung. So ist eine lückenlose Warmwasserversorgung gewährleistet.

Planung einer Solar-Warmwasseranlage

Die richtige Planung einer Solar-Warmwasseranlage ist entscheidend, um ihre Effizienz zu maximieren. Neben der Dachausrichtung und -neigung spielt die Dimensionierung der Anlage eine zentrale Rolle. Wichtig ist, dass die Solaranlage den individuellen Warmwasserbedarf des Haushalts möglichst optimal abdeckt.

Macht es Sinn sich Vorher einen Sanierungsfahrplan (iSFP) erstellen?

Ein Sanierungsfahrplan ist fast immer sinnvoll, wenn Eigentümer einen energetischen Überblick über ihr Gebäude erhalten und einen konkreten Plan an die Hand bekommen möchten. Er hilft dabei, das Eigentum Schritt für Schritt in ein energieeffizientes Gebäude umzuwandeln, Energiekosten zu senken und die Umwelt zu schonen. Themen wie die Integration von Solaranlagen können bereits beim Vor-Ort-Termin mit dem Energieberater besprochen werden.Nach aktuellem Stand (13.12.2024) gibt es Förderungen von bis zu 50 % für die Erstellung eines Sanierungsfahrplans. Dieser bietet nicht nur Orientierung bei der Umsetzung der Maßnahmen, sondern stellt auch sicher, dass alle Schritte effizient und nachhaltig geplant werden.Weitere Informationen zu Fördermöglichkeiten, dem Ablauf und den Vorteilen eines Sanierungsfahrplans finden Sie hier.

Welches Dach ist für Solaranlagen geeignet?

Damit die Solarkollektoren optimal arbeiten können, sollten folgende Bedingungen erfüllt sein:

• Das Dach sollte möglichst unverschattet sein.
• Eine Ausrichtung nach Süden mit einer Neigung von 30 bis 60 Grad ist ideal.
• Alternativ sind auch Ausrichtungen nach Südost oder Südwest geeignet, wenngleich mit etwas geringeren Erträgen.

Wie lege ich die Richtige Größe für Solaranlagen aus?

Der Warmwasserbedarf wird in der Regel mit etwa 50 Litern pro Person und Tag berechnet. Ausgehend davon benötigt man folgende Kollektorflächen:

• Flachkollektoren: 1,0 bis 1,2 Quadratmeter pro Person.
• Vakuumröhrenkollektoren: 0,8 bis 1,0 Quadratmeter pro Person.

Die Entscheidung für den Kollektortyp hängt von der verfügbaren Dachfläche sowie den Budget- und Effizienzanforderungen ab. Vakuumröhrenkollektoren liefern auf kleiner Fläche mehr Energie, sind aber teurer in der Anschaffung.Größe des Warmwasserspeichers Ein gut dimensionierter Warmwasserspeicher ist essenziell, um die erzeugte Wärme zu speichern und auch an bewölkten Tagen nutzen zu können. Für Wohngebäude gilt als Faustregel: Das Speichervolumen sollte mindestens das Doppelte des täglichen Warmwasserbedarfs betragen. Für einen Haushalt mit vier Personen entspricht das etwa 300 bis 400 Litern.Empfehlung: Wir empfehlen in der Regel einen 1000 Liter Wasserspeicher zu nehmen um auch über mehrere Tage versorgt zu sein.

Welche Vorteile hat eine Solar-Warmwasserbereitung

Eine korrekt geplante und dimensionierte Solar-Warmwasseranlage bietet zahlreiche Vorteile:

1. Umweltschutz: Die Anlage reduziert den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die CO₂-Emissionen.
2. Kosteneffizienz: Nach der Installation entstehen keine Brennstoffkosten mehr.
3. Zuverlässigkeit: Die Technik ist ausgereift und benötigt nur minimale Wartung.
4. Flexibilität: Dank des Warmwasserspeichers steht die Wärme auch dann zur Verfügung, wenn die Sonne nicht scheint.

Solar-Warmwasser ist eine zukunftsweisende Technologie, die sowohl die Umwelt schont als auch langfristig Energiekosten spart. Im nächsten Artikel erfahren Sie mehr über die Kosten, Einsparungen und Fördermöglichkeiten, die mit einer solchen Anlage verbunden sind.