Heizen mit der Sonne

Heute leisten Kollektoren meist nur einen kleinen Beitrag zur Warmwasserbereitung.

Demgegenüber wären Solaranlagen erwachsen geworden, wenn wir unsere Häuser mit ihnen auch beheizten. Solarheizung ist eine der Zukunftstechniken, mit denen wir von den fossilen Energien unabhängig werden können. Der Weg dahin:

1. Energieeinsparung

Zunächst muss das Haus den größten Teil seines Energieverbrauchs verlieren: Denn mehr als 50 kWh/(m² und Jahr) können wir von der Sonne nicht erwarten; das liegt am Solarangebot im Jahresverlauf, der Physik, den verfügbaren Flächen und auch an den Investitionskosten. Durch Wärmedämmung der Gebäudehülle und neue Verglasungen ist der Heizenergieverbrauch von heute 20 Liter Heizöl pro m² und Jahr auf 5 Liter pro m² und Jahr abzusenken (50 kWh/m² und Jahr). Die Dämmschichtdicken werden hier bei 20 cm in der Wand, 30 cm im Dach 15 cm unter der Kellerdecke liegen. Neuere Dämmstoffe haben bei geringerer Dicke die gleiche Dämmwirkung. Ergänzt wird die Dämmung durch Dreifach-Wärmeschutz-Verglasung. Dann ist das Haus auf die Solarenergie gut vorbereitet,

2. Die  Fläche der  Sonnenkollektoren ist mit 25 bis 30 m² pro Einfamilienhaus gegenüber der Brauchwarmwasseranlage (1,5 m² pro Kopf) deutlich vergrößert. Häufig wird die gesamte Süddachfläche bedeckt.

Bild: www.sonnenhaus-institut.de

3. Die Kollektorneigung sollte 60 bis75 Grad betragen, damit jedes Quäntchen Wintersonne für die Heizung genutzt werden kann. Im Winter steht die Sonne tief und ein Kollektor in der Dachneigung von 40 oder 45 Grad bringt kaum mehr einen Ertrag.

4. Der Speicher ist mit 5-6 m³ pro (gedämmten) Einfamilienhaus in der Lage, Wärme für einige Wochen vorzuhalten. Zum Einsatz kommt die Schichtenspeichertechnologie. Er wird nicht nur im Sommer gefüllt, sondern muss auch immer wieder durch die Wintersonne nachgeheizt werden. Solche Stahlspeicher können auch in bestehenden Kellerräumen zusammengeschweißt werden. Die Speicherwände werden um die 40 cm dick gedämmt.

Bild: www.sonnenhaus-institut.de

Soll der „Restenergiebedarf“ des enorm gut gedämmten Hauses nicht zu 100 Prozent, sondern nur zu 50 Prozent durch die Sonne gedeckt werden, können Pelletkessel o. a. Techniken ergänzend eingesetzt werden. Die Komponenten der Solarheizung werden dann kleiner.

Man sieht, der Weg zur hundertprozentigen Nutzung erneuerbarer Energien ist technisch beschreibbar und funktioniert schon an vielen Gebäuden. Beispiele finden sich unter: www.sonnenhaus-institut.de. Er ist jedoch aufwändiger, als dies bei Gas und Öl der Fall ist. Aber jene werden immer knapper und teurer, sodass der finanzielle Aufwand zunehmend seine Schrecken verliert.


Anlagen zur Heizungsunterstützung

Bei diesen Anlagen wird die Kollektorfläche und Speichergröße nur geringfügig vergrößert und die Lage der Kollektoren im flacheren Neigungswinkel des Daches beibehalten. Damit ist der Zusatzertrag begrenzt. Insbesondere im „Kernwinter“ bringen solche Anlagen kaum mehr einen Heizbeitrag. Eine Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme von 2003 zeigte an 127 Anlagen, dass die Anlagen mit Heizungsunterstützung einen geringeren Jahresertrag pro m² Kollektorfläche hatten, als die Anlagen zur Warmwasserbereitung. Der Ertrag der Anlagen mit Brauchwarmwasser- und Heizungsunterstützung je nach Jahr 240-270 kWh/m² Kollektorfläche und Jahr, der Ertrag der reinen Brauchwarmwasser-Solaranlagen (Mittelwerte) von 290-320 kWh/m² Kollektorfläche und Jahr.