Solarheizung mit Photovoltaik ▷ Das solltest Du wissen
Solarheizung: So nutzt Du Deine Solarmodule für die Heizung Deiner Wohnung
Die angespannte geopolitische Situation in Osteuropa bringt neue Herausforderungen mit sich – Öl und Gas werden immer teurer und die Energieversorgung in Deutschland steht auf wackeligen Beinen. Dadurch wächst auch die Bedeutsamkeit von Solarheizungen. Deine Solarmodule können Dir dabei helfen, warm durch den Herbst und Winter zu kommen. In diesem Beitrag klären wir, wie die Sonne generell zum Heizen genutzt werden kann und welche Möglichkeiten Du hast, speziell mit dem Strom aus Photovoltaikmodulen für warme Raumluft zu sorgen.
Solarthermie: Eine überholte Technologie?
Das Erste, was vielen Menschen beim Thema Solarheizung in den Sinn kommt, ist die Solarthermie-Anlage. Mit ihr wird die Energie der Sonne im Gegensatz zur Photovoltaikanlage nicht für die Strom-, sondern für die Wärmeerzeugung genutzt, sodass die Warmwasserversorgung und Funktion der Heizung gewährleistet werden kann. Dafür kommen sogenannte Solarkollektoren anstelle von Photovoltaik-Modulen zum Einsatz: In den Rohren der Kollektoren wird ein flüssiger Wärmeträger aus Wasser und Frostschutzmittel von den Strahlen der Sonne erhitzt. Ein Solarabsorber (meistens ein Aluminium- oder Kupferblech mit verschiedenen dunkelfarbigen Beschichtungen), nimmt dabei die Sonnenstrahlen auf und die weiterfließende Solarflüssigkeit erwärmt über das Rohrsystem das Brauchwasser im Pufferspeicher. Dieses Warmwasser kann dann in den Heizkreislauf abgeführt werden.
In unserem Artikel zum Photovoltaik-Aufbau erklären wir Dir die Installation unserer Stecker-Solaranlagen genauer und Du kannst es Dir vielleicht schon denken: Das Installieren einer Solarthermieanlage ist technisch um einiges anspruchsvoller als die Installation unserer Photovoltaik-Anlagen, die Du einfach nur in die Steckdose stecken musst.
Was spricht für die Nutzung von Solarthermie?
Der Wirkungsgrad einer Solarthermieanlage variiert mitunter stark und liegt zwischen 50 und 80%. Da im Sommer hierzulande keine Heizung benötigt wird, genügen die Sonnenkollektoren bei einer gewissen Anlagengröße in dieser Zeit häufig für die Brauchwassererwärmung.
Und auch im Sinne der Energiewende ist eine Solarthermieanlage im Privatbereich sinnvoll, denn durch die Einsparung von fossilen Brennstoffen wird die Umwelt entlastet. Zudem nimmt bei den steigenden Energiepreisen auch der finanzielle Nutzen zu und die Kosten durch eine Gasheizung oder das Heizen mit Öl, Holz etc. können etwas gedrosselt werden.
Lohnt sich Solarthermie bei Dir zu Hause also?
Für die meisten Menschen gibt es da wohl eine recht klare Antwort: Leider nicht. Wenn Du zur Miete wohnst oder ein Haus besitzt, bei dem die Solarthermieanlage nachzurüsten wäre, lohnt es sich nicht, über die Nutzung von Solarthermie nachzudenken. Zum einen gibt es keine einfache Plug & Play-Lösung wie bei Photovoltaikanlagen, die Du einfach am Balkon oder im Garten anbringen kannst und zum anderen ist die Nachrüstung durch das entsprechende Rohrsystem kostspielig und kompliziert.
Solarthermie wird grundsätzlich in Kombination mit konventionellen Wärmeerzeugern wie Gasheizung oder Ölheizung bzw. einem damit verbundenen Pufferspeicher verwendet, sodass Solarthermie erst ab einer bestimmten Anlagengröße sinnvoll ist. Dabei müssen allerdings die Größe der nutzbaren Dachfläche sowie die Kosten von mehreren Tausend Euro bedacht werden. Bei einer Amortisationsdauer von häufig über 15 Jahren und verhältnismäßig hohem Wartungsaufwand rechnet sich die Anschaffung somit nicht. Im Vergleich zur Photovoltaik ist die Erzeugungsleistung durch die schwächere Sonneneinstrahlung im Winter außerdem viel geringer. Wenn in der kalten Jahreszeit also die Sonne weniger scheint und zusätzlich die Heizung angeworfen werden muss, geht der Nutzen einer Solarthermieanlage stark zurück.
Solarheizung mit Photovoltaik: Neue Wege, um den selbsterzeugten Strom zu nutzen
Aber wenn nicht mit einer Solarthermie-Anlage, wie funktioniert Solarheizung dann? Kann ich den Strom aus meiner Stecker-Solaranlage auch für die Raumheizung verwenden?
Diese Fragen können auf verschiedene Art und Weise beantwortet werden.
Zuallererst kann aber eine generelle Voraussetzung als erfüllt bezeichnet werden: Deine Solaranlage ist dazu da, Strom zu erzeugen und mit diesem Solarstrom kann auch eine elektrische Heizanlage versorgt werden. Die effizienteste Solarheizung ist jedoch die Sonne selbst, denn auch bei modernster Technik haben die Module einer Solaranlage einen Wirkungsgrad von 20-25% und können somit nicht die gesamte Sonnenenergie auch für den Betrieb Deiner Heizung nutzen. Allerdings kann sich der zusätzlich erzeugte Strom lohnen, den Du beim Heizen einbringen möchtest, denn wie erwähnt ist eine Solaranlage das ganze Jahr über nutzbar und bietet Dir somit die Möglichkeit, Deine Stromrechnung bei der Nutzung einer elektrischen Heizungsanlage im Griff zu behalten.
Die Stecker-Solaranlage als Mitversorger einer elektrischen Wärmepumpe
Als erstes hast Du die Option, Deine selbst erzeugte Solarenergie in die Versorgung der vor Ort installierten Heizsysteme wie das der Wärmepumpe einzubringen. Viele moderne Haushalte nutzen ein solches zukunftsträchtiges Heizungssystem bereits und auch wenn sie bei Dir noch nicht zum Einsatz kommt, kennst Du die Wärmepumpe im Prinzip von zu Hause – Dein Kühlschrank nutzt nämlich die gleiche Funktionsweise nur auf umgekehrte Weise.
Wärmepumpen nehmen auf verschiedene Arten Wärme aus der Luft auf und transportieren sie mit einem Kältemittel durch ein Rohrsystem. Mit Hilfe von elektrischer Energie wird das verdampfte Mittel dann durch Druck wieder zum Kondensieren bewegt, wodurch es nutzbare Wärme abgibt. Diese Wärme kann auch an die Raumluft abgeführt werden, um deren Temperatur zu erhöhen und so beispielsweise große Hallen, aber auch Dein Wohnzimmer zu erwärmen.
Der Solarstrom aus Deiner Mini-Photovoltaikanlage kann dabei wie üblich durch einen Wechselrichter umgewandelt und in das Hausstromnetz geleitet werden, wodurch die laufende Wärmepumpe und auch jedes andere Haushaltsgerät ihn nutzen kann. So reduzierst Du Deine laufenden Kosten für Energie, während die darüber hinaus benötigte Versorgungsmenge einfach weiter aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen wird.
Die Energie der Sonne für die Infrarotheizung nutzen
Eine Alternative zur Nutzung der Solarenergie im vorhandenen Heizsystem oder der kostspieligen Nachrüstung ist die Infrarotheizung. Bei verhältnismäßig geringen Kosten für die Anschaffung kann sie bereits ab 150 Euro als Ergänzung für die verbaute Gas- oder Ölheizung genutzt werden, um mit Solarenergie die Kosten für Heizung und Warmwasser zu verringern. Infrarotstrahlung gibt Wärme hauptsächlich an umliegende Gegenstände wie Wände oder im Raum befindliche Körper ab, wodurch ein behagliches Gefühl der Wärme erzeugt wird. So entsteht keine trockene Raumwärme wie bei der Nutzung einer Gasheizung. Dies hat auch gesundheitliche und bautechnische Vorteile wie die Vermeidung von Schimmelbildung. Wer in der kalten Jahreszeit also keinen aufgeheizten Raum benötigt, kann die Heizungsanlage des Hauses aus lassen und Kosten für fossile Energien einsparen, um stattdessen durch Solarenergie ergänzten Strom für den Betrieb einer Infrarotheizung zu verwenden.
Aber auch wenn Photovoltaik mit monokristallinen Zellen bei den suboptimalen Lichtverhältnissen im Herbst und Winter noch gute Ergebnisse erzielt, solltest Du bedenken, dass neben der Infrarotheizung im Haushalt viele weitere Geräte passiv Strom verbrauchen. Dieser wird aus dem öffentlichen Netz entnommen, wenn die erforderliche Menge über die Produktionsleistung der Solaranlage hinausgeht. Bei mittlerweile weit mehr als 30 Cent pro Kilowattstunde kann das schnell teuer werden.
Um die Idee der Solarheizung in Zukunft praktikabler zu machen, wird auch der Stromspeicher oder Solarspeicher immer wichtiger. Mit ihm kann Solarstrom, der beispielsweise erzeugt wird, wenn Du nicht zu Hause bist, einfach gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder genutzt werden.
Die Alternative: Mit Photovoltaik betriebene Solarheizungen
Als Variante für die größtmögliche Unabhängigkeit kommen spezielle Elektroheizungen mit Keramikheizpatronen oder Luftwärmepumpen, die direkt an die Solaranlage angeschlossen werden, in Frage. Aufgrund des direkten Betriebs durch Sonnenenergie benötigst Du für eine solche Solarheizung nicht einmal einen Wechselrichter, da der Solarstrom direkt als Gleichstrom aus den Photovoltaikmodulen für die Erwärmung der Luft genutzt wird. Auf diese Weise entfällt auch die Anmeldung beim Netzbetreiber und der möglicherweise damit verbundene Zählertausch, da die Anlage so nicht in das öffentliche Stromnetz einspeist.
Schau Dir auch gerne unseren Blog mit dem Beitrag zum Thema Stromzähler an, um Dich umfänglich über einen Zählertausch zu informieren.
Derartige Solarheizungen sind flexibel in der Anwendung: Sie können ohne die Hilfe verschiedener Fachbetriebe als Gerät aufgestellt oder an der Wand oder Decke montiert werden, da sie ohne die Installation zusätzlicher Rohrleitungen oder Pumpen auskommen und geräuschlos heizen. Zudem sind sie platzsparend, da kein Heiz- und Brennstofflager notwendig ist. Das alles macht sie zur idealen Solarheizung für das Gartenhaus, in dem häufig kein Stromanschluss vorliegt.
Solarheizung funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip auch für die Warmwasserbereitung. So kann im Sommer zum Beispiel eine spezielle Solarheizung für den Pool genutzt, zum anderen aber auch die Warmwasserbereitung des Gebäudes durch Solarstrom unterstützt werden, indem solarbetriebene Heizstäbe in den Warmwasserspeicher eingeschraubt werden. Details dazu findest Du im Artikel Warmwasser durch Photovoltaik.
FAQ: Das Wichtigste auf einen Blick
Was bringt Solarthermie im Winter?
Aus ökologischer Sicht ist Solarthermie eine gute Alternative zu fossilen Energieträgern. Besonders im Winter sind Solarkollektoren im Gegensatz zu Photovoltaikmodulen jedoch nicht effektiv genug. Warmwasserbereitung oder Heizung ist im Winter mit Solarthermie also kaum möglich.
Wann lohnt sich eine Solarheizung?
Solarheizung mit Photovoltaik kann sich lohnen. Heizungsarten, die mit Strom betrieben werden, können zumindest teilweise mit Solarstrom versorgt werden, während der Strom bei nicht scheinender Sonne aus dem Netz kommt. Einige Solarheizungen können sogar ausschließlich durch Sonnenenergie betrieben werden.
Wie teuer ist eine Solarheizung?
Die Kosten für eine Solarheizung variieren stark zwischen den Heizungsarten. Eine Infrarotheizung, die mit Solarstrom betrieben wird, kann schon für unter 200 Euro erworben werden. Eine spezielle Solarheizung, die direkt an eine Solaranlage angeschlossen wird, geht mit Kosten zwischen 1200 und 1500 Euro einher.
Kann man nur mit Solar heizen?
Ausschließlich über Sonnenenergie zu heizen, ist theoretisch möglich. Durch das gute Schwachlichtverhalten von monokristallinen Photovoltaikmodulen können diese auch im Winter beachtliche Strommengen erzeugen. Um beispielsweise einen 4-Personen-Haushalt warm zu halten, genügt die reine Nutzung einer Solarheizung nach derzeitigem Stand der Technik allerdings nicht.
