Solarenergie clever nutzen
So sparen Sie mit Solarenergie Kosten
Sonnenenergie ist auf verschiedene Weise im Haushalt nutzbar. Die kostenlose Solarenergie lässt sich im Einfamilienhaus mithilfe von Solarzellen in Strom umwandeln oder in Form von Solarthermie zur direkten Erzeugung von Wärme verwenden. Welche Variante am sinnvollsten ist, hängt jedoch von vielen individuellen Faktoren ab, die wir in diesem Artikel genauer beleuchten.
Was ist Solarenergie und wie lässt sie sich sinnvoll nutzen?
Die als unerschöpfliche Energiequelle geltende Sonne erzeugt durch Kernfusion in ihrem Inneren in jeder Sekunde mehr Energie, als wir jemals verbrauchen könnten. Solarenergie gelangt in Form elektromagnetischer Strahlung zu uns. Durch chemische Prozesse innerhalb der Solarkollektoren wird die Sonnenstrahlung für uns in Form von Wärme und/oder Licht nutzbar.
Die wichtigsten Formen der Solarenergie:
- Stromerzeugung durch Photovoltaik
- Wärmeerzeugung durch Solarthermie
- chemische Energie
Während Photovoltaik Licht mithilfe von Solarzellen in elektrischen Strom umwandelt, nutzt Solarthermie Wärmeenergie, die von Kollektoren aufgenommen und an ein Heizungssystem oder einen Wärmespeicher weitergeleitet wird. Eine dritte Variante ist Solarenergie, die in chemischer Form nutzbar ist. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn Pflanzen mittels Photosynthese Sonnenlicht in chemische Energie für das eigene Wachstum umwandeln. Wir verwenden diese chemisch gespeicherte Sonnenenergie dann indirekt, wenn wir Pflanzen oder Früchte essen oder auch (z. B. als Holz) verbrennen.
Wie hoch ist der Anteil der Solarenergie in Deutschland?
In den letzten Jahren ist der Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland stark gestiegen. In privaten Haushalten sorgte vor allem die Photovoltaik für einen rapiden Anstieg bei der installierten Leistung. Dies war nicht zuletzt der üppigen Einspeisevergütung für Solarstrom geschuldet. Inzwischen steht die Eigennutzung von Solarstrom für viele Haushalte im Vordergrund.
Im März 2022 waren insgesamt mehr als 2,2 Millionen Photovoltaikanlagen in Deutschland installiert, die eine Nennleistung von 58.400 Megawatt erreichen1. Bei der Solarthermie lag der Anteil an der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energiequellen 20212 bei 4,2%.
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Wie funktioniert die Nutzung der Solarenergie im Detail?
Wenn Sie sich für das Heizen mit Sonnenenergie interessieren, sollten Sie grob verstehen, wie Solarthermie bzw. Photovoltaik funktioniert.
Solarthermie: Funktion kurz erklärt
Für die Nutzung der Solarthermie benötigen Sie geeignete Kollektoren. Diese werden vorzugsweise auf dem Dach installiert und können die Heizung und Warmwasserbereitung effektiv unterstützen. Bei den Kollektoren kommen vor allem zwei Bauweisen zum Einsatz:
Flachkollektoren gelten als günstiger in der Anschaffung.
Röhrenkollektoren liefern in der Regel mehr Ertrag.
Grundsätzlich arbeiten Sonnenkollektoren immer nach demselben Prinzip: Die Energie der Sonnenstrahlen wird in Form von Wärme auf den dunklen Kollektorflächen „eingefangen“.
Die im Inneren der Kollektoren zirkulierende Solarflüssigkeit (ein Gemisch aus Wasser und Frostschutz) nimmt die Wärme auf und leitet sie über einen Wärmetauscher an das Heizungssystem oder einen Pufferspeicher weiter. Röhrenkollektoren sind teurer als Flachkollektoren, gelten aber aufgrund ihres höheren Wirkungsgrades von bis zu 30% auch als effektiver. Sie lohnen sich vor allem dann, wenn die Dachfläche sehr begrenzt ist und nicht genügend Flachkollektoren installiert werden können. Moderne Flachkollektoren sind heutzutage aber auch sehr effizient und um einiges günstiger in der Anschaffung. Steht genügend Fläche zur Verfügung, sind sie meist die sinnvollere Wahl.
Photovoltaik: Funktion kurz erklärt
Im Gegensatz zur Solarthermie verfügt eine PV Anlage über eine deutlich komplexere Technologie, die das Sonnenlicht in elektromagnetische Energie umwandelt. Daher ist bei Photovoltaik nicht die Wärme der Sonne, sondern lediglich die Lichtausbeute wichtig.
Aus diesem Grund funktioniert eine Solaranlage zur Stromerzeugung auch an kälteren Tagen sehr effizient, solange es hell genug ist. Der Vorteil moderner Solarzellen ist, dass sie das Sonnenlicht inzwischen auch bei diffuser Einstrahlung (z. B. bei Wolken oder nicht optimaler Ausrichtung der Panels) effizient in Strom umwandeln.
Was ist kostengünstiger: Solarthermie oder Photovoltaik?
Die Frage ist, welche Art der Energienutzung für Sie wichtig ist. Möchten Sie vor allem Ihren Strombedarf ergänzen, ist Photovoltaik sehr interessant. Damit lässt sich beispielsweise eine effiziente Wärmepumpe noch kostengünstiger betreiben, wodurch die Heizkosten ebenfalls sinken. Geht es Ihnen hingegen um die direkte Unterstützung der Heizungsanlage, ist die Solarthermie oft effektiver und günstiger, weil die Anschaffungs- und Installationskosten niedriger ausfallen. Allerdings machen höhere Strompreise die Eigennutzung von Solarstrom zunehmend interessanter. Es kommt sehr auf die individuellen Voraussetzungen und Wünsche beim gesamten Heizungs- und Energiekonzept des Gebäudes an.
Für die Kostenberechnung spielt natürlich auch eine Rolle, wie lang Ihre Solarthermie- bzw. Photovoltaikanlage im Einsatz ist. Die durchschnittliche Nutzungsdauer beträgt bei Solarthermie bis zu 25 Jahre, bei Photovoltaik, je nach Art der Solarzellen, etwa 20 bis 30 Jahre. Für die Entsorgung müssen Sie in beiden Fällen mit keinen zusätzlichen Kosten rechnen, da die Hersteller dazu verpflichtet sind, die Anlagen zurückzunehmen. Lediglich für die Demontage und ggf. für den sicheren Transport der Module müssen Sie aufkommen.
Voraussetzungen für die optimale Nutzung von Solarenergie
Unabhängig von der Frage, ob Sie lieber Photovoltaik oder Solarthermie nutzen möchten, spielen eine Reihe von Faktoren bei der Planung eine wichtige Rolle. Bestimmte Voraussetzungen müssen auf jeden Fall gegeben sein, um Sonnenenergie wirtschaftlich nutzen zu können.
Standortwahl: Reicht die Sonneneinstrahlung am Gebäudestandort aus? Nutzen Sie den Vorteil des Solarkatasters bzw. der Solaratlas Ihrer Stadt oder Gemeinde. Dieses Online-Tool gibt Auskunft über die Eignung für die Installation. Dazu müssen Sie lediglich Ihre Adresse eingeben. Das Solarkataster zeigt Ihnen dann mithilfe unterschiedlicher Farben, ob sich Ihr Hausdach für die Installation einer Solaranlage eignet.
Verschattungen berücksichtigen: Hohe Gebäude, Bäume oder landschaftliche Gegebenheiten können ungünstige Schatten erzeugen. Die Verschattung kann je nach Jahreszeit unterschiedlich ausfallen.
Dachneigung: Generell lässt sich Solarenergie auf dem Flachdach ebenso erzeugen wie an senkrechten Fassaden. Die Frage ist, wie hoch der Ertrag der Kollektoren bzw. Solarzellen im Vergleich zum Aufwand ist. Die optimale Dachneigung ist bei Photovoltaik wichtiger als bei Solarthermie.
Anlagengröße: Bei der Planung sollten Sie die Anlagengröße passend zum Energiebedarf des Haushalts und ggf. der Heizungsanlage wählen. Überdimensionierung erzeugt unnötige Mehrkosten, während Unterdimensionierung nicht die gewünschte Entlastung bei den Heizkosten bzw. Stromkosten bringt.
Energetisches Gesamtkonzept: Auch sekundäre Faktoren wie Gebäudedämmung und Zustand des Hauses wirken sich auf die Energieeffizienz von Photovoltaik- bzw. Solarthermieanlagen aus.
Denkmalschutz: Manchmal können Vorschriften zum Denkmalschutz das Vorhaben torpedieren. Daher sollten Sie sich bei Bestandsbauten auf jeden Fall vorher gut informieren.
Speicher sind für die Nutzung von Solarenergie unverzichtbar
Die sogenannte Solarkonstante bezeichnet die Energiemenge in Watt pro Quadratmeter, die von der Sonne zur Erde gelangen3. Der Mittelwert liegt bei 1.367 W/m². Ein Mittelwert muss deshalb gebildet werden, weil aufgrund der Schwankungen bei Einstrahlungswinkel und Strahlungsleistung der Sonne sowie der Position der Solaranlage Änderungen im Solarertrag auftreten. Hinzu kommen atmosphärische Schwankungen durch die Witterung, die den Wert verändern können. Nachts scheint die Sonne nicht und im Winter auch tagsüber nicht sehr lange. Zudem ist der Einfallwinkel im Winterhalbjahr nicht mehr optimal für die Nutzung von Solarenergie. Daher müssen Hausbesitzer die verfügbare Energie möglichst effizient nutzen. Weil ein Großteil der Bewohner nicht mittags bei bestem Wetter die meiste Energie benötigt, ist die Zwischenspeicherung unverzichtbar.
Durch die Verschiebung von der Einspeisung hin zur Eigennutzung (z. B. zur Versorgung einer Wärmepumpe mit Strom) ist bei Photovoltaik der Bedarf für Batteriespeicher gestiegen. Bei der Solarthermie ist der Einbau eines Pufferspeichers für die Warmwasserbereitung und/oder Heizungsunterstützung alternativlos, wenn sie sinnvoll genutzt werden soll.
Top Beratung bei WOLF
Wenn Sie eine effiziente Wärmepumpe für Ihr Bestandsgebäude oder einen Neubau suchen, sollten Sie sich eingehend beraten lassen. Die richtige Dimensionierung und eine sorgfältige Planung sind entscheidend für eine effiziente Heizung. Die Experten von WOLF Heiztechnik helfen Ihnen gerne weiter.
Fazit: Lohnt sich die Nutzung von Solarenergie?
Die Anschaffung einer Solaranlage ist insbesondere bei Photovoltaik eine große Investition. Doch auch eine gute Anlage für Solarthermie ist mit Kosten verbunden. Wichtig ist die Einbindung in ein gutes energetisches Gesamtkonzept, das von der Gebäudedämmung über das Heizsystem bis hin zur individuellen Energienutzung im Haushalt alle wesentlichen Faktoren berücksichtigt.
Bei Nutzung einer modernen Wärmepumpe (wie z. B. der WOLF CHA Monoblock) kann die Solarthermie über einen Pufferspeicher die Heizkosten senken. Aber auch eine Photovoltaikanlage lässt sich sehr effizient mit einer Wärmepumpe kombinieren, weil dann insbesondere im Sommer die Warmwasserbereitung vollständig kostenlos erfolgen kann. Eine individuelle Beratung und clevere Nutzung der Fördermittel ist in jedem Fall zu empfehlen. Wenden Sie sich gerne an die Experten der WOLF-Hotline für eine detaillierte Beratung.
