Haustechnik

Solarthermie

Fachwissen

Wissenswertes zum Thema

Förderung

Was wird gefördert, wer fördert, ....

Recht

Vorschriften, Verordnungen, ...

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PVT-Kollektoren erzeugen Strom und Wärme.
Maximilian Leppig
Energieberater

Solarthermie

Fachwissen

Quelle: Viessmann

Fachwissen

Solarthermie

  • Solarthermieanlagen wandeln Sonnenenergie in Wärme um.

  • Photovoltaikanlagen erzeugen aus Sonnenlicht elektrischen Strom.

Diesen Effekt kennen Sie alle:

Liegt ein Gartenschlauch lange in der Sonne, wird nach einiger Zeit dessen Wasser heiß.

Der Solarkollektor in einer Solaranlage funktioniert nach demselben Prinzip.

Er wandelt die vorhandene Sonneneinstrahlung in Wärme um.

 

Fachwissen

Ist mein Dach für eine Solaranlage geeignet?

Ein ideales Dach für eine Solaranlage ist Richtung Süden ausgerichtet, die optimale Dachneigung ist abhängig vom Verwendungszweck der Solaranlage.

Den Einfluss der Neigung und Ausrichtung auf den Ertrag zeigen die folgenden Grafiken auf.

Quelle: Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg

In Deutschland ist neben der direkten Sonnenstrahlung auch ein hoher Anteil an diffuser Strahlung vorhanden.
Aufgrund dessen sind auch Dächer mit einer Abweichung von der optimalen Dachneigung noch für die  Solarheizung geeignet.

Jahresmittel der täglichen Globalstrahlung für Würzburg

Optimale Kollektorneigungen

Auslegung einer Solaranlage

Der Verwendungszweck bestimmt die Größe einer Solaranlage. 

Warmwasser

Mit einem Nomogramm lässt sich eine Solaranlage für Warmwasser überschlägig dimensionieren

Beispiel
  • 4 Personen
  • Warmwasserbedarf 40 Liter / Tag
  • 60% des Warmwassers sollen von der Sonne erzeugt werden (Deckungsgrad)
  • Standort: Norddeutschland
  • Dach nach Süden ausgerichtet
  • Dachneigung 40o
Ergebnis
  • Speichervolumen 300 Liter
  • min. 5,3 m2Flachkollektor

Heizungsunterstützung

(ohne die Fläche für Warmwasser)
 
 

Überschlägig rechnet man (abhängig vom Kollektortyp) nach folgenden Formeln

  • Flachkollektor         Wohnfläche [m2] x 0,07 = Kollektorfläche [m2]

  • Röhrenkollektor      Wohnfläche [m2] x 0,05 = Kollektorfläche [m2

Kollektorfläche gesamt

Fläche Heizungsunterstützung + Fläche Warmwasser = Gesamtfläche

Fachwissen

Komponenten einer Solaranlage

Eine Solarthermieanlage besteht aus

  • Kollektor (Flach- oder Röhrenkollektor)
  • Rohrleitungen (verbinden die Kollektoren über die Solarstation mit dem Speicher)
  • Solarflüssigkeit (transportiert die Wärme in den Rohrleitungen zum Speicher)
  • Umwälzpumpe (wälzt die Solarflüssigkeit um)
  • Armaturen (zum Befüllen, Entleeren und Entlüften)
  • Sicherheitseinrichtungen (Sicherheitsventil, Druckanzeige, Ausdehnungsgefäß)
  • Solarspeicher (Trinkwasser-, Pufferspeicher)

Kollektoren

Flachkollektoren

Quelle: Bosch Thermotechnik

Ein Flachkollektor oder Vakuum Flachkollektor kann bis zu 82 % der Energie der Sonne in Wärme umwandeln.

Die thermischen Verluste des Kollektors sind vergleichsweise gering.

Durch den günstigen Preisaufgrund des einfachen Aufbaus wird der Flachkollektor in der Solarthermie vor allem bei der  Warmwassererzeugung am häufigsten eingesetzt.

Röhrenkollektoren

Quelle: s-power Entwicklungs-und Vertriebs GmbH Meppen

Der Wirkungsgrad eines Röhrenkollektors ist bis zu 30 % höher als der des Flachkollektors.

Die aufwändigere Herstellung schlägt sich auch im Preis nieder.

PVT-Kollektoren

Quelle: PA-ID

Eine Sonderform der Solarthermie sind Kollektoren die Strom und Wärme in einem Modul erzeugen. Diese werden als Wärmequelle einer Sole-Wärmepumpe eingesetzt.
Im Bild oben als 2Power-Module bezeichnet.

Rohrleitungen

Die Verbindung zwischen dem Kollektorfeld und dem Speicher wird durch ein gut isoliertes (Spezialisolierung) Rohrleitungssystem aus glatten Kupferrohren oder Edelstahlwellrohr ausgeführt.

Solarflüssigkeit

Eigentlich wäre Wasser das beste Medium um Wärme zu übertragen.

Bei üblichen Betriebstemperaturen von ca. -20oC bis 80oC ist Wasser jedoch nicht geeignet.

Deshalb werden in Solaranlagen Gemische aus Wasser und Glykolverwendet.

Solarstation

Quelle: s-power Entwicklungs-und Vertriebs GmbH Meppen

In der Solarstation sollte eine elektrisch hocheffiziente Umwälzpumpe eingebaut sein.

Der Tausch einer vorhandenen Pumpe gegen eine Hocheffizienzpumpe ist oft nicht möglich, da die Solarregelung diese meist nicht ansteuern kann.

Solarspeicher

Quelle: Tisun

Die solare Wärmeenergie wird in einem Speicher eingelagert.

Die Größe dessen ermittelt man nach der Formel
Kollektorfläche  x 50 bis 70 Liter = Volumen des Speichers [Liter]

Die Trinkwasserbereitung sollte hygienisch einwandfrei (legionellenfrei) erfolgen.

Ausdehnungsgefäß

Quelle: s-power Entwicklungs-und Vertriebs GmbH Meppen

Eine der sensibelsten Komponenten einer Solaranlage ist das Membranausdehnungsgefäß (MAG).

Dieses ist für die Eigensicherheit der Anlage verantwortlich. Während eines Urlaubs, Stromausfalls oder bei nicht benötigter Heizungsunterstützung in den warmen Monaten verhindert das MAG, dass die Anlage nicht zerstört wird.

In jeder Solaranlage entsteht durch die hohen Temperaturen im Kollektor Dampf.

Diesen aufzunehmen ist nicht Aufgabe eines MAG, dazu wird ein Vorschaltbehälter in größeren Anlagen eingesetzt.

Solarregelung

Quelle: s-power Entwicklungs-und Vertriebs GmbH Meppen

Die Intelligenz der Solaranlage sitzt in der Regelung.

Diese vergleicht über Fühler im Kollektor und im Speicher die Temperatur und steuert die Umwälzpumpe.

Planung

Mit dem kostenlosen Onlinerechner T-SOL können Sie ihre thermische Solaranlage selbst berechnen.

Solarthermie

Förderungen

Bundesförderung effiziente Gebäude - Einzelmaßnahme (BEG EM)

Quelle: BAFA

Es werden grundsätzlich alle Maßnahmen gefördert, die unmittelbar für die Ausführung und Funktionstüchtigkeit erforderlich sind. Dies umfasst das Material
sowie den fachgerechten Einbau.
Bauteile, die Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen und nicht durch das EEG gefördert werden, sind förderfähig, sofern sie lediglich im Rahmen der Wiederherstellung der Funktionalität des Gebäudes eingebaut werden und die jeweils relevanten TMA erfüllen (z. B. Solardachziegel zur Wiederherstellung des Daches im Rahmen einer energetischen Dachdämmung, Indach-PV, Fenster mit integrierter Solarstromerzeugung). Es werden sowohl die Baukosten für das Außenbauteil als auch notwendige Komponenten des Stromverteilungssystems bei den förderfähigen Kosten angerechnet.

Förderfähige Leistungen

Weitere Infos auf der Seite Heizung

Technische Mindestanforderungen

§ 35c EStG

Einkommensteuergesetz (EStG)
§ 35c Steuerermäßigung für energetische Maßnahmen bei zu eigenen Wohnzwecken genutzten Gebäuden

(1) Für energetische Maßnahmen an einem in der Europäischen Union oder dem Europäischen Wirtschaftsraum belegenen zu eigenen Wohnzwecken genutzten eigenen Gebäude (begünstigtes Objekt) ermäßigt sich auf Antrag die tarifliche Einkommensteuer, vermindert um die sonstigen Steuerermäßigungen, im Kalenderjahr des Abschlusses der energetischen Maßnahme und im nächsten Kalenderjahr um je 7 Prozent der Aufwendungen des Steuerpflichtigen, höchstens jedoch um je 14 000 Euro und im übernächsten Kalenderjahr um 6 Prozent der Aufwendungen des Steuerpflichtigen, höchstens jedoch um 12 000 Euro für das begünstigte Objekt. Voraussetzung ist, dass das begünstigte Objekt bei der Durchführung der energetischen Maßnahme älter als zehn Jahre ist; maßgebend hierfür ist der Beginn der Herstellung. Energetische Maßnahmen im Sinne des Satzes 1 sind:
  1. Wärmedämmung von Wänden,
  2. Wärmedämmung von Dachflächen,
  3. Wärmedämmung von Geschossdecken,
  4. Erneuerung der Fenster oder Außentüren,
  5. Erneuerung oder Einbau einer Lüftungsanlage,
  6. Erneuerung der Heizungsanlage,
  7. Einbau von digitalen Systemen zur energetischen Betriebs- und Verbrauchsoptimierung und
  8. Optimierung bestehender Heizungsanlagen, sofern diese älter als zwei Jahre sind.
Zu den Aufwendungen für energetische Maßnahmen gehören auch die Kosten für die Erteilung der Bescheinigung nach Satz 7 sowie die Kosten für Energieberater, die vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) als fachlich qualifiziert zum Förderprogramm „Energieberatung für Wohngebäude (Vor-Ort-Beratung, individueller Sanierungsfahrplan)“ zugelassen sind, wenn der Energieberater durch den Steuerpflichtigen mit der planerischen Begleitung oder Beaufsichtigung der energetischen Maßnahmen nach Satz 3 beauftragt worden ist; die tarifliche Einkommensteuer vermindert sich abweichend von Satz 1 um 50 Prozent der Aufwendungen für den Energieberater. Die Förderung kann für mehrere Einzelmaßnahmen an einem begünstigten Objekt in Anspruch genommen werden; je begünstigtes Objekt beträgt der Höchstbetrag der Steuerermäßigung 40 000 Euro. Voraussetzung für die Förderung ist, dass die jeweilige energetische Maßnahme von einem Fachunternehmen ausgeführt wurde und die Anforderungen aus der Rechtsverordnung nach Absatz 7 erfüllt sind. Die Steuerermäßigungen können nur in Anspruch genommen werden, wenn durch eine nach amtlich vorgeschriebenem Muster erstellte Bescheinigung des ausführenden Fachunternehmens nachgewiesen wird, dass die Voraussetzungen der Sätze 1 bis 3 und die Anforderungen aus der Rechtsverordnung nach Absatz 7 dem Grunde und der Höhe nach erfüllt sind.

(2) Die Steuerermäßigung nach Absatz 1 kann nur in Anspruch genommen werden, wenn der Steuerpflichtige das Gebäude im jeweiligen Kalenderjahr ausschließlich zu eigenen Wohnzwecken nutzt. Eine Nutzung zu eigenen Wohnzwecken liegt auch vor, wenn Teile einer zu eigenen Wohnzwecken genutzten Wohnung anderen Personen unentgeltlich zu Wohnzwecken überlassen werden.

(3) Der Steuerpflichtige kann die Steuerermäßigung nach Absatz 1 nicht in Anspruch nehmen, soweit die Aufwendungen als Betriebsausgaben, Werbungskosten, Sonderausgaben oder außergewöhnliche Belastungen berücksichtigt worden sind. Die Steuerermäßigung nach Absatz 1 ist ebenfalls nicht zu gewähren, wenn für die energetischen Maßnahmen eine Steuerbegünstigung nach § 10f oder eine Steuerermäßigung nach § 35a in Anspruch genommen wird oder es sich um eine öffentlich geförderte Maßnahme handelt, für die zinsverbilligte Darlehen oder steuerfreie Zuschüsse in Anspruch genommen werden.

(4) Voraussetzung für die Inanspruchnahme der Steuermäßigung für energetische Maßnahmen ist, dass
 
  1. der Steuerpflichtige für die Aufwendungen eine Rechnung erhalten hat, die die förderungsfähigen energetischen Maßnahmen, die Arbeitsleistung des Fachunternehmens und die Adresse des begünstigten Objekts ausweisen, und die in deutscher Sprache ausgefertigt ist und
  2. die Zahlung auf das Konto des Erbringers der Leistung erfolgt ist.
(5) Die Absätze 1 bis 4 sind auf Gebäudeteile, die selbständige unbewegliche Wirtschaftsgüter sind, und auf Eigentumswohnungen entsprechend anzuwenden.
 
(6) Steht das Eigentum am begünstigten Objekt mehreren Personen zu, können die Steuerermäßigungen nach Absatz 1 für das begünstigte Objekt insgesamt nur einmal in Anspruch genommen werden. Die der Steuerermäßigung nach Absatz 1 zugrunde liegenden Aufwendungen können einheitlich und gesondert festgestellt werden. Die für die gesonderte Feststellung von Einkünften nach § 180 Absatz 1 Nummer 2a der Abgabenordnung geltenden Vorschriften sind entsprechend anzuwenden.
 
(7) Die Bundesregierung wird ermächtigt, durch Rechtsverordnung mit Zustimmung des Bundestages und des Bundesrates die Mindestanforderungen für die energetischen Maßnahmen nach Absatz 1 Satz 3 sowie die Anforderungen an ein Fachunternehmen nach Absatz 1 Satz 6 festzulegen.

Solarthermie

Referenzen

Solarthermie für Warmwasser

Kundenprojekt

Solarthermie

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Effizienzhaus 70

Solarthermie

Recht

Neubau

Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz– EEWärmeG)

§3 Nutzungspflicht

Die Eigentümer von Gebäuden … die neu errichtet werden, … müssen den Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien nach Maßgabe der §§ 5 und 6 decken.

Die Länder können eine Pflicht zur Nutzung von Erneuerbaren Energien bei bereits errichteten Gebäuden festlegen.

 

§5 Anteil Erneuerbarer Energien

Bei Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach Maßgabe der Nummer I der Anlage zu diesem Gesetz wird die Pflicht nach § 3 Abs. 1 dadurch erfüllt, dass derWärmeenergiebedarf zu mindestens 15 Prozent hierausgedeckt wird.

 

§7 Ersatzmaßnahmen

Die Nutzung von erneuerbaren Energien kann durch bestimmte Ersatzmaßnahmen erfüllt werden, wie eine besonders gute Gebäudedämmung, der Anschluss an ein Wärmenetz oder die Nutzung von KWK-Anlagen.

Anlage
Anforderungen an die Nutzung von Erneuerbaren Energien, Abwärme

Sofern solare Strahlungsenergie durch Solarkollektoren genutzt wird, gilt der Mindestanteil nach § 5 Abs. 1 als erfüllt, wenn

  • bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen
    Solarkollektoren mit einer Fläche von mindestens 0,04 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche und

  • bei Wohngebäuden mit mehr als zwei Wohnungen
    Solarkollektoren mit einer Fläche von mindestens 0,03 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche

installiert werden; die Länder können insoweit höhere Mindestflächen festlegen. 

 

Bestand

Erneuerbare-Wärme-Gesetz Baden-Württemberg (EWärmeG)

Seit 1. Januar 2010 muss bei einem Heizanlagenaustausch in Wohngebäuden 10 Prozent der Wärme mit erneuerbaren Energien erzeugt werden. Sie haben die Wahl zwischen Solarenergie, Pellets oder Holzheizung, Bioöl oder Biogas und Wärmepumpen.