Effizient heizen: Wie berechne ich die richtige Größe einer Solarthermieanlage?

26. April 2016 Jens Truog

Eine Solarthermie kann nicht nur zur Warmwasserbereitung verwendet werden, sondern auch zur Unterstützung der Heizung. Doch wie groß muss die Anlage dimensioniert sein, damit dieses Vorhaben wirtschaftlich bleibt? Im Gegensatz zur Warmwasserbereitung gestaltet sich dabei die Berechnung etwas schwieriger, da mehr Gesichtspunkte zu beachten sind. In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen einmal auf, worauf Sie achten müssen, wenn Sie Ihre Anlage zur Unterstützung der Heizung nutzen möchten und geben Ihnen darüber hinaus auch einfache Faustregeln mit an die Hand.

Welche Faktoren müssen berücksichtigt werden?

Jetzt stellt sich die Frage warum die Berechnung eigentlich so schwierig ist? Dies ist hauptsächlich dem Umstand geschuldet, dass eine Solarthermie-Anlage vor allem immer dann besonders viel Wärme generiert, wenn der Heizbedarf gerade nicht vorhanden ist. Kurzum: Wenn am Mittag die Sonne scheint, dann liefern die Kollektoren zwar viel Wärme, aber Sie werden diese dann kaum zum Heizen benötigen.

Aus diesem Grund muss durch die Berechnung ein Mittelweg gefunden werden, bei dem einerseits ausreichend Wärme erzeugt wird. Andererseits muss die Energie auch so lange gespeichert werden, bis sie tatsächlich im Haus gebraucht wird. Der Systemnutzungsgrad gibt dabei an, wie schnell sich die Solarthermie-Anlange hinsichtlich der Investitionskosten und der Gesamteffizienz amortisiert.

Des Weiteren muss auch der Wasserspeicher auf die Kollektorfläche angepasst sein. Sind diese nicht aufeinander abgestimmt, schwindet auch die Effizienz der gesamten Solaranlage. Wählt man beispielsweise den Hygienespeicher im Verhältnis zur Kollektorfläche zu klein, so steht die Anlage zeitweise still. Denn da zu viel thermische Energie erzeugt wurde, kann diese nicht mehr aus den Kollektoren abtransportiert werden, wenn der Speicher genügend erhitzt wurde. Ist der Pufferspeicher hingegen zu groß gewählt, können die Kollektoren nicht genügend thermische Energie aufbringen um das Wasser zu erhitzen. Also muss Ihre Heizungsanlage, wie beispielsweise eine Pelletheizung oder der Holzvergaserkessel, einspringen, um dies auszugleichen.

Um Ihnen solche Szenarien zu ersparen, gibt es gute Erfahrungswerte von denen Sie jetzt profitieren können. So hat sich ein Verhältnis von 50 Liter Speichervolumen pro 1 Quadratmeter Kollektorfläche bewährt, wenn es um die Warmwasserbereitung geht.

Berechnung: Wie groß soll die Solarthermie-Anlage sein?

Die Größe der Solarthermie-Anlage hängt davon ab, wofür sie genutzt werden soll: nur für Warmwasser oder zur Unterstützung der Heizung.

✅ Nur Warmwasserbereitung

Für den reinen Warmwasserbedarf reicht in der Regel eine kleine Anlage. Pro Person im Haushalt rechnet man mit etwa:

1 bis 1,5 m² Kollektorfläche
und einem Solarspeicher von 80 bis 100 Litern pro Person

Eine vierköpfige Familie benötigt also etwa 4 bis 6 m² Kollektorfläche für die Warmwasserbereitung.

✅ Warmwasser + Heizungsunterstützung

Soll die Solarthermieanlage zusätzlich die Heizung unterstützen, steigt der Flächenbedarf deutlich. Als Faustregel gilt bei Flachkollektoren:

1 m² Kollektorfläche pro 10 m² beheizter Wohnfläche

Bei leistungsfähigeren Vakuumröhrenkollektoren genügt etwa die halbe Fläche.
Zusätzlich sollte auch der Warmwasserbedarf der Personen im Haushalt berücksichtigt werden, da er unabhängig von der Wohnfläche den Energieverbrauch beeinflusst.

Beispiel

Eine Familie mit 4 Personen lebt in einem Einfamilienhaus mit 100 m² Wohnfläche. Daraus ergibt sich:

Warmwasserbedarf: 1,25 m² x 4 Personen = 5 m²

Heizungsunterstützung: 1 m² x (100 m² / 10) = 10 m²

-> gesamte Kollektorfläche: 5 m² + 10 m² = 15 m²

Diese Formel hat sich in der Praxis zwar bewährt, berücksichtigt aber nicht Ihr persönliches Nutzungsverhalten. Auch der Zustand Ihrer Gebäudedämmung fließt hier nicht mit ein. Um eine unnötig große Kollektorfläche für Sicherheitszuschläge zu vermeiden, raten wir zu einem Gespräch mit einem Fachmann inklusive einer Begehung Ihres Wohnhauses.