Solarthermie statt Erdgas

Die Aggression Putins gegen die Ukraine und die offene Kriegsdrohung gegen alle Demokratien, die dem substanziell bedrohten Land helfen wollen, erfordern eine klare Antwort: Abschaltung aller Gaslieferungen aus Russland!

Dramatisch steigende Strom- und Gaspreise und die immer noch sich verschärfende Klimakrise liefern weitere Gründe, die Heizung am liebsten abschalten zu wollen. Aber wie lässt sich das durchhalten, wenn es im Haus kalt wird?

Wenn Ihnen ein Haus mit geeigneter Dachfläche gehört, ist jetzt die beste Gelegenheit, einen Sonnenkollektor zu installieren. Der versorgt Sie komfortabel mit Sonnenwärme, während der Gasverbrauch ein halbes Jahr lang bei Null bleibt!

Heizungsunterstützende Solarthermieanlagen schaffen bereits in den letzten Wochen der Heizperiode – also genau jetzt ! – so viel Solarwärme ins Haus, dass der Gaskessel komplett abgeschaltet werden kann. Das bleibt so bis in den Herbst. Dafür sorgt neben dem Kollektor ein ordentlicher Pufferspeicher, der in 1000 Litern Heizwasser rund 50 kWh Solarwärme speichern kann.

Das folgende Schaltschema hat sich als hocheffiziente Lösung für die meisten Anlagen bewährt:

Sieben Schritte zu mehr Energieunabhängigkeit

Was ist nun konkret zu tun, um die bestehende Heizung zu einer Solarthermieanlage mit mehr oder weniger fossilfreier Nachheizung umzubauen?

  1. Fragen einige Heizungsinstallateure Ihrer Region nach deren Vorschlägen. Bei passenden Voraussetzungen (rund 10 m² unverschattetes, unverbautes Dach mit weniger als 50 Grad Südabweichung) und Platz für den Pufferspeicher im Heizraum sollten ein oder zwei gute Angebote zu bekommen sein. Grundsätzlich ist bei jedem Heizkessel und auch bei vielen Wärmepumpen die Kombination mit einem Sonnenkollektor sinnvoll.
  2. Falls die energetische Modernisierung weit über den Sonnenkollektor hinaus geht, kann sich eine Energieberatung lohnen, die einen individuellen Sanierungsfahrplan (iSFP) aufstellt. Das bringt im nächsten Schritt 5% Punkte mehr Zuschuss.
  3. Stellen Sie beim BAFA den Antrag in der Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen. Der Zuschuss für alle im Zusammenhang mit der Solarthermie-Installation stehenden Material- und Arbeitskosten liegt bei wenigstens 30 Prozent. Noch schließt das sogar die Kosten für einen neuen Gasbrennwertkessel ein, solange der Kollektor ausreichend groß bemessen ist.
  4. Sobald der Förderantrag gestellt ist, dürfen Sie den Auftrag an Ihren Installateur erteilen. Neue Heizungstechnik ist derzeit stark nachgefragt. Deshalb kann es sein, dass die Lieferzeit bei mehreren Wochen liegt. In dieser Zeitspanne sollte auch der Bewilligungsbescheid vom BAFA eintreffen.
  5. Die Installation von Sonnenkollektor und neuer Technik im Heizraum ist normalerweise innerhalb einer Woche zu schaffen. Ab Ende März kühlt dabei kein Haus mehr so stark aus, dass die Heizung dringend laufen müsste. Für durchgehend warmes Wasser kann Ihr Installateur provisorisch einen kleinen Elektrospeicher anschließen.
  6. Sobald der Sonnenkollektor in Betrieb genommen ist, schickt er weitgehend CO2-freie Wärme in die Heizungsanlage.
  7. Nach Fertigstellung und Bezahlung der Anlage werden alle Nachweise per Online-Formular beim BAFA eingereicht. Nach einiger Zeit der Prüfung kommt der Bescheid, welche Kosten als zuschussfähig anerkannt werden und kurz danach die Überweisung auf Ihr Konto.

Je nach Standort und Dimensionierung der Anlage sind typischerweise 20 bis 30% Verbrauchsreduzierung direkt durch die Nutzung der Solarwärme und weitere 10% Einsparung durch den effizienteren Betrieb der Nachheizung möglich – und das über 20 Jahre lang, unabhängig davon, was für ein Wärmeerzeuger später einmal die Nachheizung übernimmt. Die Kernelemente der Solarthermie sind eine zukunftssichere Investition.

Wenn Sie dazu eine weitergehende Beratung wünschen, schreiben Sie mir bitte eine E-Mail oder rufen Sie mich an.

Solarwärme für Energieeinsparung und Klimaschutz

Millionen von Heizungsanlagen in Deutschland verbrennen jeden Tag viel Heizöl oder Erdgas, um zuerst den Heizkessel, dann den Ladekreis und schließlich den Warmwasserspeicher so aufzuheizen, dass jederzeit warmes Wasser zur Verfügung steht. Das Schaubild zum Energiefluss zeigt die Wärmeverluste von Heizkessel und Speicher. Besonders ärgerlich ist dieser Verbrauch fossiler Energie aber an sonnigen Tagen, wenn eine herkömmliche Heizungsanlage die Solarwärme ungenutzt auf dem Dach lässt.

Mit einem Sonnenkollektor ist es möglich, an Sommertagen nicht nur den Verbrauch an den Warmwasserzapfstellen zu 100 Prozent zu decken, sondern auch alle Wärmeverluste der vorgeschalteten Anlagentechnik. Mitunter wird der Solarthermie angelastet, dass ein heißer Pufferspeicher höhere Wärmeverluste als ein „normal“ aufgeheizter Speicher hat. Außerdem, so hört man es immer wieder, bliebe bei einem Sonnenkollektor die überschüssige Solarwärme ungenutzt. Entscheidend ist aber, dass bei solarer Volldeckung der Kessel kalt bleibt. So liefern die vom Sonnenkollektor in den Speicher eingespeisten Kilowattstunden nicht nur die nutzbare Energie, sondern verringern darüber hinaus auch die Bereitschafts- und Abgasverluste des Kessels.

In solarthermischen Kombianlagen für Warmwasser und Raumwärme bleibt sogar in den Übergangsjahreszeiten zumindest stundenweise der Heizkessel vollständig abgeschaltet, so dass auch dann gilt: Ein kalter Kessel kann keine Wärme verlieren!

Die mit der Solarthermie einhergehende hocheffiziente Anlagentechnik, mit der sich durch optimierte Wärmeausnutzung sehr niedrige Rücklauftemperaturen erreichen lassen, verbessert auch den Wirkungsgrad der Nachheizung, z. B. durch eine bessere Ausnutzung des Brennwerteffekts.

In der Jahresbilanz liefert ein nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) dimensionierter Sonnenkollektor ungefähr ein Drittel der gesamten Nutzwärme (gemessen am Speicher). Die dadurch erreichte Energieeinsparung (gemessen vor dem Wärmeerzeuger der Nachheizung) ist in vielen Fällen sogar noch größer, vor allem bei Ölkesseln mit beträchtlichem Kesselwasserinhalt.

Ein Wärmemengenzähler im Solarkreis zwischen Kollektor und Speicher gibt einen konkreten Anhaltspunkt, wie hoch die Energieeinsparung am Kessel sein müsste. Eine Simulationsrechnung kann dagegen genau nachvollziehen, wie hoch der Energieverbrauch für Warmwasser und Raumwärme ohne Beitrag der Solarwärme wäre, und um wieviel weniger Energie – bei gleichem Verbrauch und identischem Wetterverlauf ! – der Kessel verbraucht, wenn ein Sonnenkollektor einen beträchtlichen Teil der Wärme liefert.

In GetSolar lässt sich ein solches Beispiel schnell nachrechnen: Bereits 10 Quadratmeter eines guten Sonnenkollektors genügen, um  4.025 Kilowattstunden in den Speicher zu schicken, was bei einem herkömmlichen Niedertemperaturheizkessel 4.680 kWh bzw. 464 Liter Heizöl und damit 1,4 Tonnen CO2-Emissionen einspart – jedes Jahr!

GetSolar Simulationsergebnis

Die meisten der Millionen von Heizungsanlagen, die derzeit ausschließlich mit fossiler Energie betrieben werden, könnten in nächster Zeit mit einem Sonnenkollektor ausgerüstet werden, der die CO2-Emissionen sofort wirksam reduziert, noch bevor der Ausbau der Ökostromerzeugung größere Beiträge zur Wärmeversorgung liefern kann.

 

Das 100 Terawattstunden-Versprechen der Solarthermie

Es wird ernst mit Energiewende und Klimaschutz! Zum Jahresanfang 2022 stellte der Bundeswirtschaftsminister die Eröffnungsbilanz Klimaschutz vor, nach der ein beschleunigter Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung und die Errichtung moderner H2-ready Gaskraftwerke einen Kohleausstieg bis 2030 sicherstellen soll. Gleichzeitig protestiert die Klimaschutzbewegung gegen die EU-Taxonomie, die einen Ausbau der CO2-armen Stromerzeugung aus Atomenergie und Gas fördern will.
Der Wärmesektor kann wesentlich dazu beitragen, neue Atomkraftwerke und Gaskraftwerke überflüssig zu machen und trotzdem den Pfad zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele nicht zu verlassen. Die Solarthermie ist dabei eine Schlüsseltechnologie, die den Verbrauch fossiler Brennstoffe signifikant senkt, ohne einen starken und auf absehbare Zeit nicht aus erneuerbaren Energien zu bewältigenden Anstieg des Stromverbrauchs auszulösen. Verschiedene Studien sehen das Potenzial der Solarthermie in Deutschland bei jährlich wenigstens 100 TWh Nutzenergie. Das entspricht dem gesamten Heizölverbrauch der privaten Haushalte.
Es gibt keine technologischen Hürden (z. B. fehlender Netzausbau), dieses Potenzial schnell zu aktivieren. Dagegen gibt es in Förderrichtlinien und Normen viele Details, die immer noch den Ausbau der Solarthermie behindern.

Die Folgen einer einseitigen Sektorkopplung

Wenn mit dem Ziel der Dekarbonisierung von Mobilität und Wärmemarkt verstärkt Strom fossile Energien aus der Raumheizung und den Fahrzeugantrieben verdrängen soll, wird der Stromverbrauch zunehmen. Und weil Elektromobile überwiegend nachts geladen werden und weil Wärmepumpenheizungen bei eiskalten, windstillen Hochnebelwetterlagen den höchsten Stromverbrauch haben, wird es bei der aktuellen politischen Entwicklung in ein paar Jahren eng werden mit dem Ausstieg aus Kohle- und Atomstrom.

Eine solche Fehlentwicklung könnte man dann der Politik zum Vorwurf machen. Es ist aber auch möglich, durch eine verstärkte Nutzung von direkt aus Erneuerbaren Energien erzeugter Wärme sowohl den Stromsektor zu entlasten und den Verbrauch fossiler Brennstoffe drastisch zu vermindern. Vor allem die Solarthermie stellt in den nächsten, für den Klimaschutz so kritischen Jahren eine low hangig fruit dar, die nicht ungenutzt bleiben darf.

100 TWh/Jahr Solarwärme sind gesetzt

Dabei sind klassische Sonnenkollektoren keine „Vintage“-Technologie der Energiewende. Die zwischen den Interessen der Industrie und der Umweltverbände vermittelnde Denkfabrik Agora Energiewende schätzt das Potenzial der Solarthermie zur objektnahen Erzeugung erneuerbarer Wärme auf bis zu 69 TWh/Jahr. Und auch das ist noch keine echte Obergrenze. Die von der Agentur für Erneuerbare Energien e. V. im Auftrag der Grünen erarbeitete Studie „Die neue Wärmewelt: Szenario für eine 100% erneuerbare Wärmeversorgung in Deutschland“ zitiert als Bandbreite 70 bis 135 TWh/Jahr und legt sich auf einen Zielwert von 100 TWh/Jahr fest.

Dabei muss man sich bewusst sein, dass in Deutschland nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft e. V. mit Stand Ende 2020 insgesamt rund 21 Mio. m² Solarkollektorfläche installiert sind, die rund 8,7 TWh/Jahr Wärme erzeugen. Das ist nicht wenig, und hat dennoch um mehr als den Faktor 10 Luft bis zum 100 TWh-Ziel. Der jährliche Zubau muss dafür auf über 6 Mio. m² Kollektorfläche verzehnfacht werden, was die möglichen Skalierungseffekte zur Kostenreduktion deutlich macht.

Es ist höchste Zeit, der Energiepolitik das Versprechen abzunehmen, dieses brachliegende Potenzial zu aktivieren. So könnte die Solarthermie das Versprechen einlösen, jährlich 100 TWh Wärmeenergie zu liefern, ohne die Energiewende im Stromsektor zu gefährden, und ohne dass es die Welt kostet.

Solarthermieförderung 2022

180 € pro Tonne CO2 kostet es, die Treibhausgasemissionen nicht zu reduzieren, sondern die Schäden der Klimakatastrophe zu zahlen. Eine typische Heizungsanlage im Einfamilienhaus, die jährlich 2.000 Liter Heizöl (2,6 kg CO2/Liter aus dem Brennstoff, zusätzlich die Emissionen von Transport und Raffinierie) verbraucht, verursacht in 10 Jahren also einen Schaden von rund 10.000 €, zusätzlich zu dem, was an Geld in die Erdölförderländer abfließt. Eine Sonnenkollektoranlage für Warmwasser und Heizungsunterstützung kann in den meisten Fällen so dimensioniert werden, dass sie den Heizölverbrauch um wenigstens 20 Prozent reduziert. Kombiniert mit einem Pelletskessel ist es sogar möglich, die Heizung schlagartig von einer CO2-Schleuder zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung umzubauen. Nur sind Heizöl und Erdgas immer noch viel zu billig, und so hat sich eine solche Investition für den Hausbesitzer bis Ende 2019 häufig nicht gerechnet.

Das hat sich mit den Anfang 2020 eingeführten neuen Förderrichtlinien drastisch geändert, was nicht nur für einen Boom bei Wärmepumpen gesorgt hat, sondern auch zu einer klare Trendwende bei den Installationszahlen von Solarthermieanlagen führte.

2021 setzt die deutsche Bundesregierung das Förderprogramm für das Heizen mit Erneuerbaren Energien unter der neuen Bezeichnung „Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen (BEG EM)“ fort.

Die Wirtschaftlichkeit einer Solarheizung verbessert sich dabei deutlich

  • durch eine CO2-Abgabe, die 2021 erstmals wirkam wird und 2025 auf 55 € pro Tonne steigen wird, was Heizöl dann um rund 140 € pro 1000 Liter verteuert
  • durch ein Förderprogramm, mit dem das Heizen mit Solarthermie und Holz wirtschaftlich in den grünen Bereich kommt.
Solarthermieförderung 2021

30, 35, 40 oder 45 Prozent Zuschuss

Für die Installation einer Solarthermieanlage sehen die Richtlinien einen Zuschuss in Höhe von 30 Prozent vor. Bei typischen Installationskosten von rund 1.000 € pro Quadratmeter Sonnenkollektor einschließlich Kollektorkreis und Regelung hat sich die Förderung gegenüber dem Vorjahr also ungefähr verdoppelt.

Wer eine ausreichend bemessene Kollektorfläche installiert, bekommt 30 % Zuschuss auch für einen gleichzeitig installierten Gasbrennwertkessel. Als Bemessungsgröße gilt es, ein Viertel der Heizlast mit einer auf 0,635 kW pro Quadratmeter Bruttofläche angesetzten Kollektorleistung abzudecken. Mit 0,4 m² pro kW Heizlast, mindestens aber 7 m² Vakuumröhrenkollektoren oder 9 m² Flachkollektoren ist man auf der sicheren Seite.

Die Klimabilanz eines Holzkessels ist viel besser als die eines mit fossilem Erdgas befeuerten Wärmeerzeugers. Für die Installation z. B. eines Pelletskessels gibt das BAFA daher 35 Prozent Zuschuss. Aber wer diesen als Erneuerbare Energien Hybridheizung installiert, in der die Solarwärme den ineffizienten und verschleißfördernden Sommerbetrieb des Kessels vermeidet, erhält auch für den Sonnenkollektor 35 und nicht „nur“ 30 Prozent.

Wenn Ölheizungen stillgelegt werden, hat das einen besonders großen Klimaschutzeffekt. Daher gibt es für Gas-Hybridheizungen, die einen Ölkessel ersetzen, sogar 40 Prozent Zuschuss. Das ist nicht ganz unumstritten, weil Erdgas eben ein fossiler Brennstoff ist. Der Weg zu grünem Gas aus erneuerbaren Energien ungefähr so lang wie der zu 100% Ökostrom.

Den höchsten Anreiz gibt der Staat daher mit 45 Prozent für den Austausch einer Ölheizung gegen die Kombination von Biomasse mit Solarthermie. Moderne Pelletskessel benötigen nicht mehr Platz als ein Ölkessel, sie laufen dank neuester Regelungstechnik vollautomatisch, und ihr Aschekasten muss nur alle paar Wochen geleert werden. Das Pelletslager findet dort Platz, wo vorher die Öltanks standen, weil der Sonnenkollektor die Reichweite verlängert.

Erneuerbare Wärme gemeinschaftlich mit den Nachbarn nutzen

Neu in den Förderrichtlinien ist die Berücksichtigung von mit erneuerbaren Energien gespeisten Wärmenetzen. Damit wird der Anschluss an ein umweltfreundliches Fernwärmenetz endlich nicht mehr schlechter gestellt als die Installation z. B. einer Wärmepumpe. Die Förderung gilt aber auch für kleine Wärmenetze, die als Nahwärme nur wenige Häuser oder einen Gebäudekomplex versorgen. Die Förderquote beträgt 30 Prozent, wenn das Gebäudenetz oder Fernwärmenetz einen Anteil erneuerbarer Energien von mindestens 25 Prozent erreicht und steigt auf 35 Prozent, wenn mindestens als 55 Prozent der Wärme aus erneuerbaren Energien kommen. Und auch diese Prozentzahlen erhöhen sich auf 40 bzw. 45 Prozent, wenn dabei ein Ölkessel beseitigt wird. Damit ist der Weg frei für große Solarthermieanlagen, die eine ganze Nachbarschaft versorgen.

Wann, wenn nicht jetzt?!

Dank der hohen, an den Investitionskosten orientierten Zuschüsse lohnt es sich, nicht nur einen Sonnenkollektor auf eine ineffiziente Heizungstechnik aufzupfropfen, sondern eben eine echte Solarthermieanlage mit Pufferspeicher, moderner Regelungtechnik und hocheffizientem Wärmeerzeuger für die Nachheizung zu installieren.

Die Details zum neuen Förderprogramm finden sich auf den Internetseiten des BAFA und im Bundesanzeiger (BAnz AT 30.12.2020 B2)

Das Ingenieurbüro solar energie information unterstützt Sie gerne dabei, mit dem passenden Konzept und den richtigen Unterlagen den Antrag für Ihr Projekt zu stellen.

Hinweise zum Schluss: Irrtum und veralteter Stand der Informationen ist nicht ausgeschlossen. Auf die Förderung besteht kein Rechtsanspruch. Über die Vergabe entscheidet die Förderstelle.

Effizienz von Heizsystemen

Immer wieder werden Infografiken durch die sozialen Netzwerke geschickt, die elektrische Wärmepumpen als effizienteste Heizungstechnik darstellen:
„Aus 100% Ökostrom wird 350% Wärme zum Heizen“.
Dagegen sei eine Gasbrennwertheizung auf Basis von grünem Synthesegas echte Energieverschwendung, weil durch die Umwandlungsverluste der Power-to-Gas Anlagen nur gute 60% der ursprünglichen Energie übrigbleiben. Perfiderweise stimmt die Story bei isolierter Betrachtung der Wärmepumpe und der Synthesegasherstellung sogar. Aber eben nicht bei ehrlicher Bilanzierung im Gesamtsystem.

  • Es wird noch lange dauern, bis Wärmepumpen zu jeder Stunde eines Jahres mit 100% Ökostrom betrieben werden können. Anfang 2021 erreichten Solarstrom und Wind eine ganze Woche lang zusammen nur 17% Anteil im Strommix (Quelle: energy-charts.info), und das obwohl im Schnitt des Jahres 2020 ihr Beitrag zur Stromerzeugung über 37% ausmachte. So gehört also einiger Optimismus dazu, wenigstens 50% der Stromversorgung für Wärmepumpen „frisch gepresst“ aus Photovoltaik und Windenergie zu erhalten. Die anderen 50% müssen den langen Weg über Power-to-Gas und Rückverstromung gehen, wobei nur 30% der ursprünglichen elektrischen Energie herauskommen.
  • Wer bei der Heizungserneuerung lediglich den Ölkessel gegen Gasbrennwerttechnik austauscht, verschenkt hohe Zuschüsse: 40% der anrechenbaren Kosten! Diese Fördergelder werden nur gezahlt, wenn dabei eine Solarthermieanlage für Warmwasserbereitung und Raumheizung entsteht, decken dann aber einen Großteil der Mehrkosten ab. Der Sonnenkollektor und die damit verbundene hocheffiziente Anlagentechnik sollten unter normalen Verhältnissen den Gasverbrauch um 40% reduzieren können.
  • Als dritter Weg steht auch der Anschluss an ein Wärmenetz offen, wenn ein solches vor Ort verfügbar ist oder in der Nachbarschaft organisiert werden kann. Seit Anfang 2021 gibt es abhängig vom Anteil erneuerbarer Energien in aus der Zentrale des konkreten Wärmenetzes im Normalfall wenigstens 30 Prozent, bei Austausch eines Ölkessels gegen einen Wärmenetzanschluss womöglich sogar 45 Prozent Zuschuss.

Wenn man für alle möglichen Varianten die Effizienz bezogen auf den eingesetzten Ökostrom berechnet, ergibt sich bei der Solarthermie Verblüffendes: Die Pumpe im Solarkreis braucht kaum mehr als 20 Watt und holt so mit einer Kilowattstunde elektrischer Hilfsenergie über 50 kWh Solarwärme in den Speicher. So werden aus 100% Strom über 5.000% Wärme.

Ob beim Umwandeln von überschüssigem Ökostrom in Synthesegas oder bei der Rückverstromung im Bedarfsfall, es entsteht jedes Mal Abwärme, die ohne zusätzlichen Strombedarf für Heizzwecke genutzt werden kann. So sind dekarbonisierte Wärmenetze auf Basis von Solarthermie, Abwärme und vielleicht auch mit Wärmepumpen die effizienteste Heiztechnik.

Für alle Nutzungspfade ergeben sich prozentuale Anteile der direkten und der indirekten, mehr oder weniger effizienten Nutzung von Ökostrom mit einer entsprechenden Gesamteffizienz. Um diese einfacher nachvollziehbar zu machen, habe ich sie in einer Infografik zusammengefasst:

Effizienz im Gesamtsystem

Dieselbe Grafik im PDF-Format hier

Ergebnis: Solarthermie mit Gasbrennwertkessel schneidet kaum schlechter ab als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Klare Gewinner sind dekarbonisierte Wärmenetze.

Repowering für Sonnenkollektoranlagen

Repowering

ist vor allem aus der Windenergiebranche bekannt und bezeichnet die Erneuerung von Energieerzeugungsanlagen am selben Standort. „Durch die rasante Entwicklung der Technologie (…) ist es in vielen Fällen rentabel, schon vor Ablauf der technischen Lebensdauer alte, kleine Anlagen durch neue, größere zu ersetzen.“ (aus: Wikipedia)

Was für die Erzeugung von Ökostrom richtig ist, kann auch guter Ansatz für Sonnenkollektoranlagen sein, die in die Jahre gekommen sind. Dazu lohnt sich ein Blick auf den Kollektor, auf den Solarspeicher und auf die Regelungstechnik.

„Repowering für Sonnenkollektoranlagen“ weiterlesen

Verbindungen

Hier einige Links zu Internetseiten, denen ich mich aus fachlichen oder persönlichen Gründen verbunden fühle:

Online-Beratung / Energiewende / Förderung

CO2online.de

Energiesparkonto

Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V.

https://www.sonnenhaus-institut.de/

Partnerfirmen

www.apritec.com
Spezialisierter Haustechnik-Fachgroßhandel im Bereich Heizen, Klimatisieren und Regeln

Logo_RESOL_150


www.resol.de

Regelungstechnik

Hottgenroth Software / ETU

www.hottgenroth.de
Software für Planer, Architekten, Handwerker und Handelsunternehmen


Regionale Partner

Heizungstechnik Ingenieur Wolfgang Greiner St. Johann in Tirol
Optimierung von Energie- und Heizungssystemen

Dipl.-Ing. Wolfgang Buttner  Landsberg / Lech
Energieberater

Forster Sohacon  München
IT Soft- und Hardware + Solarprojekte

Daschkey oHG  Greifenberg
Heizung Bäder Kachelofenbau

Pieger Haustechnik Traunreut
Heizung Sanitär Solar

Karl Klier GmbH & Co. KG  Feldkirchen-Westerham
Sanitär Heizung Klima

WIGA Energietechnik  Abentheuer

Logo MOVE
www.move-services.eu
Feldkirchen-Westerham


Umwelt / Frieden / Bürgerrechte
logo_Umweltinstitut
Logo_Darmstaedter-Signal

Arbeitskreis
DARMSTÄDTER SIGNAL
Das kritische Forum für Staatsbürger in Uniform

Mahnwache Gundremmingen


Mahnwache Gundremmingen

anti atom aktuell


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TRILOS

www.trilos.de
Internet Service Hosting


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Quelle: Disclaimer von Juraforum.de

Solarthermie im Gebäudeenergiegesetz

Mehr Prozentanteile mit weniger Fläche schaffen!

Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) und die Energieeinsparverordnung (EnEV) waren in die Jahre gekommen und wurden am 1. November 2020 vom Gebäudeenergiegesetz (GEG) abgelöst. Der neue Gesetzestext hat die wesentlichen Regelungen zur Solarthermie nahezu 1:1 übernommen. Die Mindestanforderung zur Deckung des Wärme- und Kälteenergiebedarfs durch eine solarthermische Anlage bleibt bei 15 Prozent. Da der Heizwärmebedarf heutiger Neubauten aber gegenüber 2009 drastisch gesunken ist, sind diese 15 Prozent aber mit viel weniger Kollektorfläche zu schaffen, als das GEG vermuten lässt.

Für Neubauten schreibt das GEG bei Nutzung solarthermischer Anlagen einen Mindestanteil am Wärme- und Kälteenergiebedarf von mindestens 15 Prozent vor (§ 35). Um den Nachweis zu vereinfachen, macht das GEG in seinem Anhang gleich eine Vorgabe für eine entsprechende Kollektorfläche:

Der Mindestanteil gilt als erfüllt, wenn bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen solarthermische Anlagen mit einer Fläche von mindestens 0,04 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche installiert und betrieben werden, bei Mehrfamilienhäusern sind es 0,03 m² Aperturfläche je Quadratmeter Gebäudenutzfläche. Mit diesen Flächenvorgaben soll es nach Wunsch des Gesetzgebers möglich sein, mit einer einfachen Warmwasser-Solaranlage (ohne Heizungunterstützung!) die Anforderung des EEWärmeG zu erfüllen.

Die Gebäudenutzfläche ergibt sich aus dem beheizten Volumen des Wohngebäudes und ist deutlich größer als die Wohnfläche. Die eigentlich als Minimallösung gedachte Anforderung des GEG führt daher zu relativ großen Kollektorflächen, bei 250 m² Gebäudenutzfläche zum Beispiel 10 m² (Apertur). Die Bruttofläche ist je nach Konstruktion nochmals größer. Mit einer solchen Dimensionierung ist sie aber viel zu groß, um nur das Duschwasser damit zu erwärmen und vielleicht sogar größer, als die Platzverhältnisse auf dem Dach zulassen. Besser als gar keine Sonnenkollektoranlage ist aber eine Kollektoranlage mit etwas kleinerer Fläche allemal. Was tun, wenn tatsächlich nur eine Warmwasser-Solaranlage auf das Dach montiert werden soll?

Die erste Möglichkeit besteht darin, verschiedene Erfüllungsoptionen des GEG miteinander zu kombinieren. Im genannten Beispiel würden 5 m² Aperturfläche das Gesetz nur zu 50% erfüllen. Weitere 50% könnten z. B. über eine verstärkte Wärmedämmung oder eine zusätzliche PV-Anlage geleistet werden.

Die zweite Möglichkeit nutzt die Tatsache, dass in den Jahren seit Bestehen des EEWärmeG der Heizwärmebedarf der Neubauten drastisch gesunken ist. Unter normalen Voraussetzungen kann eine für die Warmwasserbereitung ausgelegte Solarthermieanlage diesen im Sommer zu 100 Prozent und im ganzjährigen Schnitt zu 60 Prozent decken. Als früher der Heizwärmebedarf noch drei Viertel des Gesamtwärmebedarfs ausmachte, waren diese 60 Prozent in der Gesamtbilanz nur 15 Prozent wert. Inzwischen hat sich das Verhältnis von Warmwasser- zu Heizwärmebedarf aber von 1:3 auf (meistens) 1:1 geändert.

Nach einem ordentlichen rechnerischen Nachweis und mit einem effizienten Sonnenkollektor kann der vom GEG geforderte Mindestanteil von 15 Prozent Solarwärme also problemlos auch für eine deutlich kleinere Kollektorfläche nachgewiesen werden. Dafür eignet sich das Solarsimu-EnEV-Verfahren, mit dem auch die 50 Prozent Mindestanforderung für Solaraktivhäuser (BAFA Innovationsförderung!) gerechnet wird. Allerdings müssen Nachweise für das GEG über einen Energieberater geleistet werden.

Meine persönliche Empfehlung ist, bei der Dimensionierung der Solarthermieanlage nicht stumpf der Quadratmetervorgabe des GEG zu folgen, sondern sich an der Standard-Kollektorfläche nach DIN 4701-10 (Kollektorfläche = 0,09 m² x Gebäudenutzfläche hoch 0,8) zu orientieren.

Bei guter Südausrichtung und erst recht, wenn das Gebäude mit fossilem Erdgas oder Heizöl beheizt wird, sollte der Anteil der Solarwärme aber (deutlich über das GEG hinausgehend!) wenigstens 30 Prozent erreichen. Wie groß dafür der Kollektor sein muss, und ob die Solarwärme auch für die Heizung genutzt werden sollte, hängt von der Flächeneffizienz des Sonnenkollektors und vom Verhältnis von Warmwasser- zu Heizwärmebedarf des konkreten Projekts ab.

Nicht jeder Quadratmeter mehr, sondern jede Kilowattstunde mehr aus einer Sonnenkollektorfläche auf dem eigenen Dach ist gut für Klimaschutz und Energiewende!

Photovoltaik und Solarthermie bündeln

Der Arbeitskreis Energie und Mobilität der Agenda 21 in Sauerlach organisiert zusammen mit der Energieagentur Ebersberg – München eine Bündelaktion für Photovoltaik in der Gemeinde Sauerlach. Das vereinfacht es den interessierten Bürgerinnen und Bürgern, eine PV-Anlage installieren zu lassen, was ein ökologisch und ökonomisch sinnvoller Beitrag für eine klimafreundliche Zukunft ist.

Eine 4 kW Photovoltaikanlage auf dem Dach hilft, jährlich rund 2 Tonnen CO2-Emissionen zu vermeiden (bei rund 500 g CO2/kWh im deutschen Strommix). Dieselbe Menge CO2 kann aber auch eingespart werden, wenn eine Heizungsanlage nur 700 Liter Heizöl weniger verbrennt. Daher ist es gut, dass die Bundesregierung mit der neuen Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt hohe Zuschüsse (bis zu 45 Prozent!) für die Stillegung von Ölkesseln und für die Installation von Solarthermieanlagen, Wärmepumpen und Holzkesseln zahlt.

Eine Photovoltaikanlage, die das gesamte Dach belegt oder alle verfügbaren finanziellen Mittel in Anspruch nimmt, ist also nicht unbedingt die optimale Lösung, weder im Sinne einer klimafreundlichen Energieversorgung, noch hinsichtlich der Ausnutzung verfügbarer Zuschüsse. Daher empfehle ich dringend, die Nutzung von Photovoltaik, Sonnenkollektoren und erneuerbaren Energien wie Holzpellets gebündelt in einem Gesamtkonzept zu planen.

Eine neutrale Beratung klärt diese drei Fragen:

  • Ist die Heizungstechnik im Haus auf einem Stand, dass die Photovoltaik die beste Möglichkeit ist, noch mehr Kosten und Umweltbelastung zu sparen – oder muss eine Sanierung der Heizung an erster Stelle stehen?
  • Welchen Nutzen bringt es, auf einem Teil der Dachflächen Sonnenkollektoren zu installieren?
  • Wieviel Solarstrom können die PV-Module liefern, falls sie sinnvollerweise für die Solarthermie etwas Platz lassen?

Es braucht kein großes Dach für viel Wärme aus Sonnenkollektoren

Ich arbeite im Vertrieb für Produkte zum Heizen mit Erneuerbaren Energien und darf daher formal nicht in Anspruch nehmen, neutral zu beraten. Aber zu den genannten Fragen erhalten Sie von mir auf alle Fälle eine kompetente und ehrliche Beratung. Rufen Sie mich an (669904) oder schreiben Sie mir eine E-Mail (info@ahornsolar.de)! Unter Sauerlachern ist eine schnelle Terminvereinbarung für ein Gespräch vor Ort kein Problem.

Schnell wirksamer Klimaschutz mit Solarthermie

Es ist eine Paradoxie dieser Zeit, wie einige prominente Vertreter der Klimaschutzbewegung die drohende Gefahr der bereits einsetzenden Klimakatastrophe beschwören – aber zu ihrer Abwendung ausschließlich Strom aus Sonne und Wind gelten lassen.

Windräder und Photovoltaikanlagen stellen zweifellos die wichtigsten Bausteine der künftigen Energieversorgung dar. Nur geht ihr Ausbau aus technischen wie aus politischen Gründen viel zu langsam voran, um alleine damit noch vor 2035 den gesamten Energiebedarf zu decken. Vor allem im Wärmesektor gibt es aber viele Möglichkeiten, mit minimalem Einsatz elektrischer Energie sehr große Beiträge zur Dekarbonisierung zu liefern. Solarthermie, also Wärme aus „klassischen“ Sonnenkollektoren, und damit verbundene Effizienztechnologien können die Lücke schließen, die eine verschleppte Energiewende im Stromsektor gerissen hat.

Klimaschutzszenario
Für eine PDF-Version auf die Grafik klicken

Keine Energiewende ohne Solarwärme
Wer Klimaschutz ernst meint, kann Solarthermie-Anlagen für Warmwasser und Raumheizung nicht schlechtreden. Nichts gegen Photovoltaikanlagen, dafür gibt es neben dem Sonnenkollektor meistens noch viel freien Platz auf dem Dach. Nichts gegen Wärmepumpen, wenn diese auch im Winter noch wenigstens drei Kilowattstunden Wärme pro Kilowattstunde Strom produzieren. Leider ist das aber keine Selbstverständlichkeit, erst recht nicht bei der Umstellung alter Heizungsanlagen, und jede Kilowattstunde mehr Stromverbrauch erhöht zuerst einmal den Anteil fossiler Energien am Strommix.

solarthermie_am_abend

Solarthermie ist: am Sommerabend ein durchgeladener Solarspeicher für wenigstens 48 Stunden voll-solare Wärmeversorgung

Optimale Wirtschaftlichkeit der „Faktor 2-Anlage“

Einfache Trinkwasser-Solaranlagen schaffen im Jahresschnitt immerhin rund 15% Einsparung. Das liegt aber weit unter dem Potenzial einer Sonnenkollektoranlage. Bei einer „Faktor-2-Anlage“, also Verdoppelung der Kollektorfläche gegenüber der einfachen Auslegung für die Trinkwasser­erwärmung, lassen sich pro Quadratmeter Kollektorfläche immer noch genauso viel Kilowattstunden Solarwärme herausholen wie bei den kleinen Anlagen. Das meiste davon fließt innerhalb weniger Stunden oder Tage in den Verbrauch für Trinkwassererwärmung und Heizung. Dafür ist im Einfamilienhaus ein Pufferspeicher in der genannten Dimensionierung zwischen 750 und 1.500 Liter Volumen erforderlich, mehr nicht. Auf dieser Basis ist im Hochsommer eine komfortable Volldeckung des Wärmebedarfs möglich, und dem Kessel bleibt viel energie- und materialverschleißender Teillastbetrieb erspart. Solche Anlagen kommen je nach Dämmstandard des Hauses auf 25 bis 50% solare Brennstoffeinsparung. Das ist nicht wenig. Und weil die Investkosten vorrangig in gut genutzte Kollektorfläche und effiziente Anlagentechnik fließen, ist es auch wirtschaftlich. Die im Januar 2020 drastisch verbesserte Förderung von BAFA und KfW wird vielen Projekten über die Schwelle der Wirtschaftlichkeit helfen.

Solarthermie ist: ein robustes, langlebiges und gleichzeitig effizientes Anlagenkonzept

Langzeitspeicherung mit gespartem Brennstoff

Nicht verbrauchter Brennstoff, ob Öl, Gas oder Holzpellets, ist nichts anderes als die wirtschaftlichste Form der Langzeitspeicherung von Energie. Im Gegensatz zu einem Wärmespeicher oder einer Batterie ist die Energiedichte enorm und es gibt praktisch keine Speicherverluste. Auf diese Weise genutzt, schafft die Solarthermie eine wichtige Voraussetzung, dass regenerativ gewonnene Brennstoffe – vor allem aus Wäldern und Power-To-Gas-Anlagen – mengenmäßig ausreichen könnten: für die Erzeugung von Strom während der „dunklen Flaute“, für den Verkehrsbereich, für die vielen kleinen brennstoffgespeisten Wärmeerzeuger, die es weiterhin in Einfamilienhäusern geben wird.

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Solarthermie ist: mit der Sonne so viel Brennstoff sparen, dass es für den Winter reicht

Solarthermie ist effiziente Anlagentechnik

Dieses Prinzip muss man natürlich konsequent weiterdenken. Viele Häuser haben einfach kein einigermaßen nach Süden orientiertes Dach, und die meisten Mehrfamilienhäuser nicht einmal für die solare Trinkwassererwärmung genügend Dachfläche. Hier können aus Photovoltaikstrom gespeiste Wärmepumpen oder Elektro-Direktheizungen die Rolle des Kollektorkreises übernehmen und Wärme in eine Anlagenschaltung liefern, die weitgehend von der klassischen Solarthermie übernommen ist. Dadurch ist eine optimale Nutzung des thermischen Pufferspeichers gewährleistet, wobei hier die Stichworte Exergieoptimierung und Trinkwasserhygiene zu nennen sind.

Energiewende im Dreieck von Strom und Wärme und Brennstoff

Es ist höchste Zeit, Stromtarife anzubieten, die stromnetzweit einen Anreiz schaffen, Erzeugungsspitzen von Ökostrom (und vorrangig nur diese!) in eine thermische Nutzung abzuleiten. Wenn Norddeutschland den Gasverbrauch drosselt, indem es Windstrom in Power-to-Heat und Power-to-Gas umsetzt, müssen keine Stromleitungen in den Süden gebaut werden. Wenn in Süddeutschland die Solarthermie den Gasverbrauch reduziert, kann viel Gas in großen Kavernen zwischengespeichert werden. Über das Gasnetz steht dann ausreichend Energie zur Verfügung, um bei Bedarf Lastspitzen abzudecken. Dafür braucht es keinen Neubau von Gaskraftwerken, sondern Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, die auf diese Weise ein optimaler Systempartner der Solarthermie werden.

Fazit: Eine Energiewende ohne Solarthermie ist möglich. Aber sie dauert länger, als uns nach der Logik von Fridays for Future noch an Zeit bleibt. Also müssen wir die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Solarthermie nutzen und bei der Energiewende nicht nur Strom, sondern auch die Brennstoffe aus erneuerbaren Quellen konsequent einbeziehen.