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Wirtschaftlichkeit und Solarertrag einer Solarthermie-Anlage

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Eingestellt 4, Sep 2012 in Solare Wärme, Heizen von Anonym

Lohnt sich Solarthermie zur Heizungsunterstützung in Deutschland eigentlich?

Ich würde mir sehr gerne (4Personen Haushalt, Flachdach) eine solarthermische Anlage mit Heizungsunterstützung installieren. Wir möchten nämlich einen neuen Holzboden verlegen und haben dann gleich an Fussbodenheizung gedacht. Nun höre ich immer wieder, dass sich das in Deutschland doch nicht lohnen kann, da man im Winter, wenn am wenigstens die Sonne scheint, am meisten warmes Wasser braucht. Hätte gerne einen Expertenrat dazu.

   

3 Antworten

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Beantwortet 10, Sep 2012 von Bernhard Gatzka (26 Punkte)
Sie haben Recht: Eine Fußbodenheizung hat niedrige Vor- und Rücklauflauftemperaturen und ist von daher für solare Heizungsunterstützung gut geeignet. Es stimmt auch, dass Heizwärmebedarf und das Angebot an Solarenergie in Deutschland nicht optimal zusammenpassen.
Dafür gibt es aber t e c h n i s c h e Lösungen: Um einen möglichst großen Teil der benötigten Heizwärme solar decken zu können, sollten Sie wegen der kalten Temperaturen in der Heizperiode entweder hochwertige Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren einsetzen. Hierzu hat Herr Weyres-Borchert einen Beitrag http://experts.top50-solar.de/antwort/flach-oder-vakuumroehrenkollektoren/ geschrieben.

Die Aufstellung der Kollektoren wird auf die flachstehende Sonne optimiert, d.h. sie werden relativ steil (>45°) aufgestellt, um im Winter und in der Übergangszeit die Sonneneinstrahlung einzufangen und gleichzeitig die Erträge im Sommer zu reduzieren. Sie reichen dann immer noch für die Trinkwassererwärmung. Röhren haben den Vorteil, dass sie sich bei flacherer Aufstellung zur Sonne drehen lassen, was bei Ihrem Flachdach auch optisch von Vorteil sein könnte. Die Kollektoren dürfen auch durch die tiefstehende Sonne nicht verschattet werden. Unter diesen Voraussetzungen erntet das Kollektorfeld ganzjährig nennenswerte Solarerträge. Mit großen Solarspeichern lassen sich auch die hohen Sommererträge in den Herbst retten. Über die richtige Größe streiten aber die Experten ( siehe z.B. Beitrag von Meißner, R. und Albrecht, S. in Sonne Wind & Wärme, 12/ 2012 http://www.sonnewindwaerme.de/solarthermie/solarthermie-solarspeicher-sinn-und-unsinn-von-solarspeichern ).

Sie sollten Ihren Solarinstallateur oder Planer danach fragen, wie Ihre Solaranlage vor Schäden durch Stagnation im Sommer geschützt wird. Für die Bewertung der Effizienz der Solaranlage ist der Systemnutzungsgrad die entscheidende Größe. Diese sagt aus, wie viel Prozent der auf Ihre Kollektoren einstrahlenden Sonnenenergie von Ihnen tatsächlich genutzt werden kann.
Lassen Sie sich verschiedene Varianten vorrechnen und fragen sie nach dem Systemnutzungsgrad. Sie werden dann keine großen Systeme mit hohen Deckungsanteilen angeboten bekommen, weil diese naturgemäß große Überschüsse im Sommer produzieren. Was sie aber erwarten können ist, dass sie de facto von Frühjahr bis Herbst ihren Heizkessel ausschalten.

E n e r g e t i s c h lohnen sich thermische Solaranlagen, weil die für die Erstellung der Solaranlage aufgewendete Energie innerhalb von 2-5 Jahren in Ihr Heizungssystem zurückgeflossen sein wird, die Anlage aber 20 Jahre oder länger laufen wird (Stichwort energetische Amortisation). Dies setzt allerdings eine effiziente Solaranlage voraus (siehe oben). Mit zunehmender Anlagengröße steigt zwar die eingesparte Energie an, aber die Effizienz nimmt wegen der größer werdenden Überschüsse ab. Hier müssen Sie ihr persönliches Optimum finden. Meines Erachten lohnt sich schon wegen dieses Beitrags zur Einsparung fossiler Brennstoffe und der damit verbundenen Reduktion des CO2- Ausstoßes die Investition in die thermische Solaranlage. Für manchen ist auch das Gefühl, im Sommerhalbjahr von fossilen Brennstoffen unabhängig zu sein, Motivation genug.

Ob sich die thermische Solaranlage ö k o n o m i s c h lohnt, hängt von vielen teils nicht vorhersagbaren Faktoren ab. Je effizienter die Anlage ist, desto größer ist der Systemertrag, der zur Rechtfertigung der Investitions- uind Betriebskosten. Nach VDI 2067 gibt es hier Rechenmethoden, die Geldentwertung und Preissteigerungen berücksichtigen, deren Ergebnisse für den Laien schwer einzuschätzen sind. Ein Ergebnis ist der Wärmepreis, der besagt, wie viel sie eine Kilowattstunde Solarwärme über die Lebensdauer kosten wird. Dieser Preis gilt für die gesamte Lebensdauer. Sie können hier einen Wert zwischen 14 und 24 Ct/kWh erwarten, je nachdem was die Anlage kostet und welchen Kapitalzins Sie unterstellen. Vergleichen Sie diese Zahl nicht direkt mit dem aktuellen Brennstoffpreis. Dieser wird ansteigen (wie hoch ist er in 20 Jahren?) und enthält auch nicht die Kosten für Ihren Heizkessel oder den Schornsteinfeger. Wenn Sie die Anlage ohne Kredit finanzieren, setzen Sie als Kapitalzins den Zinssatz ein, den Sie auf der Bank für ein Festgeld erhalten würden.
Ein weiteres Ergebnis ist der Kapitalwert. Schon ein Kapitalwert von 0 ist ein positives Ergebnis. Es besagt nämlich, dass ihre Investition dieselben Erträge erwirtschaftet (lohnt), als hätten sie Ihr Geld statt es in die Solaranlage zu investieren als Festgeld zu diesem Zinssatz angelegt. Und wenn sie Zinserträge versteuern müssen, sind auch negative Kapitalwerte bis zu einem bestimmten Punkt als lohnend anzusehen. Positive Kapitalwerte bedeuten, dass die Investition besser als die Geldanlage ist. Der Kapitalwert hängt maßgeblich von den unterstellten Preissteigerungen für Brennstoffe ab, da sich die Investition über die Einsparungen amortisieren soll. Lassen Sie sich den Kapitalwert für verschiedene Annahmen ausrechnen, um die Bandbreite abschätzen zu können. Als letzten Wert möchte ich die Amortisationszeit erläutern. Jede Amortisationszeit unter 20 Jahren besagt, dass sich die Investition lohnt. Der Kapitalwert sinkt mit steigender Amortisationszeit, ist aber erst bei Überschreitung der Lebensdauer negativ. Typische Amortisationszeiten von 15 bis 20 Jahren sind also als lohnend einzustufen.

Die Rentabilität der Solaranlage hängt stark von Ihren Einschätzungen der Randbedingungen ab. Am aussagekräftigsten erscheint mir bei richtiger Interpretation der Wärmepreis. Insbesondere zum Vergleich mit anderen regenerativen Energieträgern ist er gut geeignet. Für mich ist die Investition in eine Solaranlage ein Beitrag zum Umweltschutz, eine Versicherung gegen Energiepreissteigerungen und eine Geldanlage bzw. Altersvorsorge ohne Risiken, wie sie die aktuelle Banken und Wirtschaftskrise in sich trägt.
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Beantwortet 19, Feb 2013 von Holger Steffen (62 Punkte)

Die Antwort auf die Amortisation einer Investition in Erneuerbare Energien, bei Ihnen in eine Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung hängt immer wesentlich vom Energiepreis für fossile Energie ab. (Öl- oder Gaspreis). In Deutschland kann man im Mittel von etwa 950 Kw/h Einstrahlung auf den Kollektor pro qm Kollektorfläche im Jahr ausgehen. Bei bevorzugter Lage (Süddeutschland) kann die Einstrahlung leicht bis zu 1100kw/h im Jahr steigen.

Kollektorleistung und Kollektorertrag: Leistung eines Solarkollektors Die maximale Leistung eines Solarthermie Kollektors ist das Produkt seines optischen Wirkungsgrads (η0) und der Globalstrahlung (1.000 W/m²). Das heißt, die Kollektorleistung beschreibt, in welchem Umfang der Kollektor Sonnenergie nutzbar machen kann, und in welchem Umfang Wärmeverluste entstehen aufgrund des Kollektorwirkungsgrades. Die Kollektorleistung ist direkt an den Hersteller und die Qualität der Kollektoren gebunden. Liegt der optische Wirkungsgrad angenommen bei 75%, ist die Kollektorleistung 750 W/m². Diese maximale Kollektorleistung wird unter Realbedingungen selten erreicht.
Deshalb ist für die Planung von Solarthermie Anlagen eine Auslegungsleistung als Untergrenze definiert. Diese Leistung liegt für einen Solarkollektor nach der VDI 6002 bei 500 W/m². Verbraucher sollten beim Kauf auf diesen Wert achten. Kollektorertrag als Grundlage für die solare Deckungsrate.
Die Kollektorleistung ist nun die Grundlage, um den Kollektorertrag zu ermitteln. Der Kollektorertrag gibt an, welche Leistung die Anlage an einem Tag bzw. über das Jahr verteilt erreichen kann. Diese Größe ist wichtig, um in Bezug auf die solare Deckungsrate zu bestimmen, welche Kollektorfläche installiert werden muss, und wie groß der Solarspeicher dimensioniert wird. Dabei ist die tagesspezifische Leistung für den Solarkollektor wichtig für die Dimensionierung des Solarspeichers. Der jahresspezifische Kollektorertrag ist eine wichtige Kennzahl für die Dimensionierung und Betriebsweise der gesamten Solaranlage. In die jahresspezifische Berechnung der Leistung fließt auch ein, wenn beispielsweise der Speicher voll ist, die Solaranlage aber noch Energie liefern könnt. Der Kollektorertrag ist insbesondere dann hoch, wenn die Solarkollektoren entsprechend der Nutzung optimal ausgerichtet sind und nicht verschattet werden. Es ist sinnvoll Solarthermie-Kollektoren möglichst in einem Winkel von über 45 Grad aufzuständern. Der optimale Anstellwinkel liegt bei ca. 68 Grad! So erreichen Sie in den Übergangszeiten eine optimale Einstrahlung auf den Absorber.

Der Kollektorertrag wird errechnet als Produkt aus der zu erwartenden Kollektorleistung in kW und der entsprechenden Zeiteinheit. Daraus ergibt sich ein Wert in kWh. Dieser wird auf einen Quadratmeter Solarkollekor-Fläche bezogen, also kWh/m² bzw. kWh/(m²·a) für den jährlichen Kollektorertrag. Wer sich für eine Solarthermie Anlage entscheidet, muss die Investitionskosten nicht alleine tragen.

Es gibt eine Vielzahl an Programmen zur Förderung einer Solarheizung. Das BAFA bietet im Altbau einen Zuschuss für Solarwärme, wenn bestimmte Auflagen erfüllt sind. Die KfW-Bankengruppe vergibt indirekt Darlehen für Solarthermie, wenn durch eine Gebäudesanierung ein bestimmter Effizienzstandard erreicht wird.
Neben diesen Geldgebern gibt es noch weitere regionale und privatwirtschaftliche Anlaufstellen für eine Förderung von Solarthermie. (Quelle:Heizungsfinder.de) und http://www.soluko.de/image/data/Soluko_data_blog/Blog/Eintrage/2012/8/15_Neues_ENEV_am_15.8.2012_Erhohung_oder_Augenwischerei.html

Wenn Sie im Mittel von ca.350 Kw/h a bis 500Kw/h a pro qm Kollektorfläche ausgehen können Sie derzeit ganz grob (Faustformel) also von einer Ersparnis von 30 bis 50 Euro pro qm Kollektorfläche im Jahr ausgehen. Die Investition für eine Anlage für Ihre Ansprüche (6-8 qm Kollektorfläche) liegt in etwa bei 6000 Euro. Jetzt können Sie versuchen hochzurechnen wie sich der Energiepreis für fossile Brennstoffe in den nächsten 10- 12 Jahren entwickeln wird und schwubs fällt es Ihnen leicht zu beantworten ob sich der Einsatz von Solarenergie zur Wärme- und Brauchwasserenergie in Deutschland lohnt! Ich meine uneingeschränkt ja sagen zu können. Übrigens gibt es die selbe Förderung auch für Solare Luftkollektoren, welche mein Spezialgebiet sind.

Schauen Sie doch mal auf unserem Portal SoLuKo.de vorbei und informieren sich über diese in Deutschland leider noch nicht so bekannte Art der Heizungsunterstützung. Der Vorteil gegenüber der wasserbasierenden Solarthermie sind die niedrigen Investkosten und der kosten- und wartungsfreie Betrieb dieser Anlagen. Sonnige Grüße aus Hayingen Holger Steffen SoLuKo Solare Luftkollektoren Denn die Sonne schickt keine Rechnung!

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Beantwortet 14, Jan 2015 von Katharina Uhr (228 Punkte)
Hier habe ich kürzlich ein sehr informativen Video "Heizen mit der Sonne" des Bundesverband Solarwirtschaft gesehen, der belegt, dass Solarthermie Anlagen sehr wohl auch in Deutschland Sinn machen:

Es berichtet eine Familie mit einem Altbau im Erzgebirge mit einer 30kW-Anlage und einem 3.000L Pufferspeicher.
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