Effizient heizen: Wie berechne ich die richtige Größe einer Solarthermieanlage?
Jens TruogEine 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?
Wenn es nur um die Warmwasserberechnung für Ihren Abwasch und Ihr Vollbad geht, so benötigt Ihre solarthermische Anlage nur eine recht kleine Kollektorfläche von 1 bis 1,5 m² pro Person. Der Flächenbedarf der Solarkollektoren steigt jedoch immens an, wenn die Heizungsanlage unterstützt werden soll. Bei einem Einfamilienhaus benötigt man ungefähr ein Quadratmeter an Flachkollektoren pro zehn Quadratmeter zu beheizender Wohnfläche. Bei Vakuumröhrenkollektoren rechnet man nur mit 0,5 Quadratmetern. Diese Regel hat nur leider einen Haken. Und zwar berücksichtigt diese nicht die Anzahl der Personen im Haushalt.
Da aber das Nutzungsverhalten der im Haushalt lebenden Personen durchaus Einfluss auf den Wärmebedarf hat, müssen diese mit einbezogen werden. Unabhängig von der Wohnfläche benötigen Sie ungefähr 2,5 m² Kollektorfläche pro Person. Um nun die optimale Solarkollektorfläche für Ihren Haushalt zu finden, müssen aber beide Faktoren bedacht werden. Um einen Mittelwert zu definieren nimmt man nun folgende Faustformel an:
Beispiel
Eine 4-köpfige Familie lebt in einem Einfamilienhaus mit 100 Quadratmetern Wohnfläche. Für ihren Warmwasserverbrauch benötigt sie 5 Quadratmeter Kollektorfläche. Um den Gesamtbedarf an Sonnenkollektoren zu berechnen ergibt sich also folgende Rechnung:
10 m² Heizbedarf + 5 m² Warmwasser = 15 m² Gesamtkollektorfläche
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.
