Solarthermieanlagen richtig planen, installieren und optimieren

Zwei von drei Solarthermieanlagen schöpfen ihr Potenzial nicht aus und können optimiert werden. 7 % aller Solarthermieanlagen in Deutschland funktionieren laut einer Studie der Verbraucherzentrale Energieberatung gar nicht (lesen Sie dazu auch den Beitrag „Solarwärme-Checks decken Schwachstellen“, SBZ 10/2018). Deutschlandweit verschenken Solarthermie-Besitzer so jedes Jahr unbemerkt etwa 1,4 Mrd. kWh Sonnenenergie. Das entspricht der Menge Energie, die zum Heizen von Wohngebäuden in einer rund 200 000 Einwohner zählenden Stadt wie Kassel benötigt wird. – Unsere folgenden Hinweise zeigen, wie sich die Verschwendung bei Neuanlagen systematisch verhindern lässt.

Solarthermie planen

Solarthermie muss individuell und gewissenhaft geplant werden. Das ist eines der zentralen Ergebnisse des Praxistests Solarthermie. Dabei beginnt eine gute fachliche Planung mit der Prüfung, ob sich ein Haus überhaupt für eine Solarthermieanlage eignet: Stimmt die Ausrichtung des Dachs? Gibt es Verschattungen? Ist genug Platz für die Kollektoren? Wichtig ist auch zu prüfen, wie gut sich die Solarleitung verlegen lässt. Oft wird der Weg zwischen den Kollektoren auf dem Dach und dem Speicher im Heizungskeller unterschätzt. Zusätzliche Wand- oder Fußbodendurchbrüche verursachen Mehrkosten sowie viel Lärm und Schmutz. Natürlich müssen auch alle rechtlichen Voraussetzungen für die Errichtung einer Solaranlage stimmen. Das kann zum Beispiel bei denkmalgeschützten Gebäuden relevant sein. Passt dies alles, geht es an die Auslegung und Dimensionierung.

Auslegung und Dimensionierung

Im Regelfall ist zu empfehlen, einen gut auf den Verbrauch des Haushalts abgestimmten Kompromiss zwischen solarem Deckungsgrad und solarem Ertrag zu wählen. Hier ist es von Vorteil, den tatsächlichen Warmwasser- und Heizenergiebedarf eines Haushalts genau zu kennen. Deshalb sollten Solarthermie-Interessenten ermutigt werden, ihren Verbrauch schon vor der Installation der neuen Anlage zu dokumentieren. Damit schaffen sie eine wichtige Planungsgrundlage.

Liegen keine Verbrauchsdaten vor, muss der Wärmebedarf geschätzt werden. Dabei sollten unbedingt alle Verbraucher mitgezählt werden – z. B. auch eine Waschmaschine, die ans Warmwasser angeschlossen werden kann. Außerdem sollte die künftige Familienplanung nicht außer Acht gelassen werden. Nur dann wird die Anlage am Ende sinnvoll dimensioniert sein.

Ein häufiger Fehler bei der Dimensionierung: Die Größe von Kollektoren und Speicher wird nicht genau aufeinander abgestimmt. Das mindert die Effizienz der Anlage. Außerdem sollten bei der Bestimmung der Kollektorfläche keine Faustregeln, sondern genaue Berechnungsgrundlagen verwendet werden. Denn sowohl bei Flachkollektoren als auch bei Röhrenkollektoren gibt es deutliche Qualitäts- und Ertragsunterschiede.

Eine gut dimensionierte Solarthermieanlage für Warmwasser deckt zwischen 50 und 80 % des jährlichen Warmwasserbedarfs. In der Praxis werden Anlagen oft für einen solaren Deckungsgrad von 60 % ausgelegt. Eine Solarthermieanlage für Heizung und Warmwasser sollte zwischen 15 und 30 % des jährlichen Wärmebedarfs eines Haushalts abdecken.

Passt der Speicher in den Heizungskeller?

Soll eine Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung installiert werden, wird ein großer Speicher benötigt. Ein entsprechender 800-Liter-Speicher hat einen Durchmesser von rund 80 cm, eine Höhe von rund 2 m und wiegt befüllt etwa 1 t. Ein Klassiker bei den Planungsfehlern zur Solarthermie ist ein Speicher, der nicht durchs Treppenhaus oder die Kellertür passt. Das kann passieren, wenn nicht auf die Kippmaße des Speichers geachtet wird. Manchmal lässt sich auch die Dämmung des Speichers nicht mehr montieren, weil die Kellerdecke zu niedrig ist.

Anders gesagt: Für den Einbau müssen Türen oder Fenster breit genug sein. Der Heizungsraum muss groß genug für Speicher, Heizkessel und Ausdehnungsgefäße sein. Und: Der Fußboden muss das Gewicht des Speichers tragen können.

Fördermittel ansprechen und nutzen

Die Höhe der Investitionskosten, die Amortisationsdauer und die begrenzte Verfügbarkeit von Fördermitteln – dies waren in der eingangs erwähnten Umfrage die am häufigsten genannten Gründe von Hausbesitzern, die sie vom Einbau einer Solaranlage abgehalten haben. Deshalb sollten Fachhandwerker die Förderung möglichst früh ansprechen und den Kunden bei der Auswahl und Beantragung von Fördermitteln beraten. Neben bundesweiten Programmen gibt es auch einige Bundesländer, Kommunen, Energieversorger etc., welche die Installation von Solarthermie unterstützen. Etwa ein Viertel der Kosten für Kauf und Installation einer Solarthermieanlage lässt sich über Zuschüsse decken. Zusätzlich sind Förderkredite möglich.

Achtung: Technische Anforderungen des Fördergebers sind bei der Planung mit zu berücksichtigen, wie z. B. eine Mindestspeichergröße bezogen auf die Kollektorfläche im Rahmen das Bafa-MAP-Programms.

Monitoring nicht vergessen

Besonders wichtig ist, schon bei der Planung an die Monitoring-Technik zu denken. Nur so kann später geprüft werden, ob die Anlage optimal läuft. Durch Monitoring lassen sich Fehler schnell finden und beheben. Deshalb sollten der Einbau eines Wärmemengenzählers und eines Zählers, der den Warmwasserverbrauch des Haushalts misst, mitgeplant werden. Eine spätere Nachrüstung wäre aufwendig und für den Anlagenbesitzer kostspieliger.

Solarthermie installieren

Der Praxistest Solarthermie zeigt: Eine fachlich gute Installation ist für hohe Solarerträge genauso wichtig wie qualitativ hochwertige Anlagentechnik.

Vor der Installation wichtige Fragen klären

Daher sollten Hausbesitzer und Handwerker vor der Installation ausführlich miteinander sprechen. Mindestens zwei Monate vor der Installation sollte eine gemeinsame Begehung des Hauses stattfinden. Dabei sollte besprochen werden, wie die Kollektoren aufs Dach kommen und wo genau sie installiert werden. Weitere wichtige Themen sind: Wo wird die Solarleitung verlegt? Welche Einschränkungen gibt es für die Bewohner? Der Handwerker sollte den Hausbesitzer ausreichend über den Ablauf der Arbeiten informieren: über die Dauer des Heizungsausfalls und darüber, ob und wie Baufreiheit geschaffen werden muss. Auch wenn Hausbesitzer beispielsweise Solardachziegel für die Installation besorgen sollen, sollten sie vorher darüber informiert und eventuell daran erinnert werden. Nicht zu vergessen: Der genaue Liefertermin der Anlage muss allen Beteiligten klar sein. Und natürlich sollte genügend Platz zur Verfügung stehen, um die Anlage vorübergehend zu lagern.

Häufige Versäumnisse bei der Installation

Alle beim Praxistest Solarthermie installierten Anlagen wurden anschließend durch den Solarwärme-Check der Verbraucherzentrale Energieberatung geprüft. Das Ergebnis: Bei allen Praxistestern konnten die Energieberater wichtige Hinweise geben, um die gerade erst installierte Anlage zu optimieren:

• Am häufigsten waren Rohrleitungen, Armaturen und Anschlüsse nicht vollständig oder nur ungenügend gedämmt; manchmal auch der Speicher selbst. Auch nur wenige Zentimeter fehlende Dämmung an den Anschlüssen verschwenden unnötig Energie.
• Oft fehlten wichtige Unterlagen zur Dokumentation der Solarthermieanlage – oder sie waren nicht vollständig. Damit werden Kontrolle und Wartung einer Anlage erschwert.
• Bei manchen Anlagen waren Komponenten nicht installiert, die für den sicheren Betrieb einer Anlage wichtig sind: eine Ablaufleitung für die Solar-Flüssigkeit etwa oder ein Verbrühungsschutz.
• Oft fehlten Rückschlagventile oder Zirkulationsbremsen oder die eingebauten Produkte waren nicht funktionstüchtig. Dadurch kann es zu einer ungewollten Zirkulation kommen, sodass beispielsweise nachts das warme Speicherwasser zum Kollektor zirkuliert und so den Speicher entlädt.
• Manchmal werden Vor- und Rücklauf beim Anschluss des Solarreglers verwechselt. Die Folge: Der Regler erkennt die Temperaturen nicht richtig und schaltet die Solarpumpe zur falschen Zeit ein. Oder aber die Speichertemperatur wird auf 60 °C begrenzt, anstatt einen Thermomischer als Verbrühungsschutz einzubauen. Dadurch gehen dem Hausbesitzer höhere Solarerträge verloren.

Erste Inspektion

Nach der Installation sollte unbedingt ein Termin für eine erste Inspektion vereinbart werden. Am besten ist es, diesen Termin schon in der Kalkulation zu berücksichtigen. Denn erst nach ein paar Wochen Praxis lässt sich prüfen, ob eine Anlage optimal läuft. Kleine oder größere Fehler können behoben werden – anstatt lange den Ertrag und den Erfolg einer neuen Anlage zu mindern.

Monitoring und Erfolgskontrolle

Um den Erfolg einer Solarthermieanlage zu kontrollieren, sollten Solarthermie-Nutzer regelmäßig die Erträge der Anlage prüfen. Dafür brauchen viele Hausbesitzer die Hilfe eines erfahrenen Handwerkers. Ein gutes Monitoring ist für alle Beteiligten von Vorteil. Läuft die Anlage optimal, freut sich der Hausbesitzer über hohe solare Erträge und Einsparungen. Und er empfiehlt den Handwerker an Freunde und Bekannte weiter. Zeigt das Monitoring, dass die Anlage nicht gut läuft, kann der Handwerker eingreifen und die Anlage optimieren. Zum Standard-Monitoring von Solarthermie gehört das regelmäßige Ablesen

• des Zählerstands beim Hauptheizsystem,
• der solaren Erträge am Wärmemengenzähler
• des Warmwasserzählers
• die Auswertung der Daten, zum Beispiel mit dem Energiesparkonto,
• die sommerliche Erfolgskontrolle

Ob die Solarkollektoren gute Erträge liefern, erfahren die Anlagenbesitzer u. a. durch ein Benchmark-System des kostenlosen Onlineportals „Energiesparkonto“. Dort können sie u. a. den Strom- und Heizenergieverbrauch und die Erträge von Solarthermie- und Photovoltaikanlagen eingeben und auswerten (wwrkonto.de). Für die sommerliche Erfolgskontrolle müssen Solarthermie-Nutzer zwei Zählerstande des Hauptheizsystems in das Energiesparkonto eintragen: einen am Sommeranfang und einen am Sommerende. So erfahren sie, wie es um den tatsächlichen Erfolg der Solarthermieanlage steht und ob durch die Anlage der Heizenergieverbrauch und die Heizkosten wirklich sinken.

Regelmäßiger Rundum-Check

Bei Autos ist es selbstverständlich – sie werden regelmäßig zum TÜV gebracht und von Fachleuten gecheckt. Bei Solarthermieanlagen sollte das ähnlich sein. Der Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) empfiehlt Hausbesitzern, Solarthermieanlagen jedes Jahr einmal inspizieren zu lassen. Ein Handwerker, der eine Solaranlage montiert, sollte dem Besitzer deshalb auch einen Wartungsvertrag anbieten.

Zu den jährlichen Wartungsarbeiten gehören zum Beispiel das Entlüften der Anlage, das Prüfen des Anlagendrucks und des Volumenstroms sowie ein pH-Wert-Test der Solarflüssigkeit. Zudem wird die Funktion von Solarpumpe, Rückschlagventil und Verbrühungsschutz gecheckt. Am Solarregler wird eine Betriebskontrolle durchgeführt und geprüft, ob die anzeigten Werte plausibel sind. Alle Ergebnisse sollten für den Hausbesitzer dokumentiert werden. Alle drei bis fünf Jahre sollte dann eine umfangreichere Wartung durchgeführt werden. Bei dieser Solarthermie-Wartung wird die Anlage von oben bis unten in den Blick genommen. Das heißt: Neben den Inspektionsarbeiten überprüft der Monteur alle Verbindungen, Anschlüsse und Armaturen. Er wirft einen Blick auf die Kollektoren und kontrolliert, ob sie sicher befestigt sind und ob es sichtbare Schäden gibt. Er untersucht die gesamte Solarleitung und begutachtet die Dämmung auf mögliche Schäden. Auch der Speicher sollte bei dieser Gelegenheit entsprechend der Herstellerangaben gewartet werden.

Solarthermie optimieren

Mit optimierten Solarthermieanlagen könnten die Hausbesitzer allein in Deutschland jährlich etwa 66 Mio. Euro sparen und 340 000 t klimaschädliches CO₂ vermeiden. Das zeigen der Praxistest Solarthermie und eine Stichprobe aus der Gebäudedatenbank der gemeinnützigen Beratungsgesellschaft co2online. Für die Praxis bedeutet das: Das erwähnte Monitoring und die regelmäßige Wartung der Anlagen durch einen Fachmann sollten Pflicht sein. Schließlich kann sich eine Solarthermieanlage nur rechnen, wenn sie gut funktioniert. Mit zusätzlichen Expertentipps können Handwerker helfen, eine Anlage noch weiter zu optimieren.

Hohe Temperaturen? Heizung aus!

Eine gut eingestellte Solarthermieanlage sollte in den Sommermonaten den gesamten Warmwasserbedarf eines Haushalts decken. Deshalb empfiehlt es sich, den Heizkessel im Sommer auszuschalten – damit eine Heizung nicht unnötigerweise das schon warme Wasser automatisch nachheizt. Sollte die Anlage wegen schlechten Wetters nicht ausreichend Warmwasser liefern, kann die Heizung jederzeit per Hand eingeschaltet werden. Praxistester Thomas Funcke hat es ausprobiert: „Im letzten Sommer hab ich den Kessel ausgeschaltet – und es hat gut funktioniert. Durch das Abschalten des Kessels haben wir 675 kWh im Vergleich zum Vorjahr gespart.“

Spül- und Waschmaschine anschließen

Handwerker sollten ihre Kunden darauf hinweisen, dass sich viele moderne Spül- und Waschmaschinen problemlos ans warme Wasser anschließen lassen. Dadurch sparen Solarthermie-Besitzer Strom, weil die Maschinen das Wasser nicht mehr selbst erwärmen müssen. Außerdem können im Sommer die solaren Gewinne steigen, weil mehr warmes Wasser abgenommen wird und so im Solarspeicher wieder mehr Platz für neue Sonnenenergie ist.

Regelung der Solarthermieanlage

Die Regelung der Solarthermieanlage sollte zu den individuellen Nutzungsgewohnheiten der Hausbewohner und zum Standort der Anlage passen. Fast immer gibt es hier Möglichkeiten zum Optimieren – entweder bei der Solarthermieanlage selbst oder beim Zusammenspiel zwischen Heizung und Solarthermie. Die Einstellungen sollten vom Handwerker in Absprache mit dem Hausbesitzer vorgenommen werden; etwa im Rahmen einer Inspektion oder Wartung.

Einfachstes Beispiel ist das Optimieren der Nachheizzeiten des Speichers. Die Anlage sollte so eingestellt werden, dass die Heizung den Warmwasserspeicher nicht schon morgens aufheizt. So gibt es tagsüber mehr Platz im Solarspeicher, um die Erträge der Kollektoren aufzunehmen. Die Heizung kann dann dazu heizen, wenn die Solarthermie nicht genug Wärme liefern kann. Weitere Stellschrauben sind zum Beispiel:

• die Warmwasserzirkulation,
• die Warmwassertemperatur,
• die Vorlauftemperatur der Heizung,
• die Temperatur des Solarspeichers und
• die Ein- und Ausschaltdifferenz der Solarpumpe

Kunden zu Partnern machen

Vielen Hausbesitzern fehlen wichtige Unterlagen zur Dokumentation ihrer Solarthermieanlage. Das macht die Kontrolle und Wartung für den Fachmann schwieriger. Handwerker sollten Kunden deshalb zu ihren Partnern machen und gemeinsam die notwendigen Unterlagen auf Vollständigkeit prüfen. Dazu zählen das Übergabeprotokoll, ein Schema der Solarthermieanlage, die Bedienungsanleitungen und – ganz wichtig – die Datenblätter mit Einstellwerten. Günstiger Zeitpunkt für Unterlagenübergabe und -check: Nach Abschluss der ausführlichen Einweisung des Kunden.

Praxistest Solarthermie

Heizen mit Solarthermie ist ein Schwerpunkt der Kampagne „Mein Klimaschutz“. Dazu gehört der Praxistest Solarthermie, bei dem co2online zwei Jahre lang Solarthermie-Besitzer bei Planung, Installation und Alltagsbetrieb ihrer Anlage begleitet hat.

Aus den Ergebnissen des Praxistests wurde ein Online-Leitfaden entwickelt, der Hausbesitzer Schritt für Schritt auf dem Weg zur Solarthermie begleitet. Außerdem wurden Solarthermie-Interessierte mehrmals zu Entscheidungskriterien für oder gegen Solarthermie befragt.

www.praxistest-solarthermie.de