Solarthermie: Kosten, Nutzen und Förderung

Solarpanele auf einem Dach
Eine Solarthermieanlage auf dem Dach erwärmt das Wasser im Haus und unterstützt oft auch die Heizung© imago images/U. J. Alexander

Mit Solarthermie lassen sich Wärme für die Heizung und Brauchwasser umweltfreundlich erzeugen. Sonnenkollektoren auf dem Hausdach können Ihre Abhängigkeit von teurem Öl und Gas erheblich reduzieren. Das sollten Sie vor der Planung beachten.

  • Solarthermie kann mit allen Heizungsarten kombiniert werden

  • Solarthermie und Photovoltaik können sich gegenseitig ergänzen

  • Bis zu 70 Prozent Förderung für Anschaffung und Installation möglich

Was ist Solarthermie?

Solarthermieanlagen nutzen die Sonnenergie für Warmwasser im Haushalt und zum Heizen der Räume. Kollektoren, die auf dem und am Haus angebracht werden, absorbieren die Sonnenstrahlen und wandeln sie in Wärme um. Das ist umweltfreundlich und spart Energiekosten. Denn das System erzeugt keine CO₂-Emissionen und reduziert den Bedarf teurer, fossiler Brennstoffe wie Öl und Gas.

Wie funktioniert Solarthermie?

Solarpanele auf einem Dach
Es gibt zwei gängige Arten von Solarkollektoren, die die Sonne auf dem Hausdach absorbieren: Röhren- und Flachkollektoren© Shutterstock/Costazzurra

In den Solarkollektoren befinden sich dunkel beschichtete Absorberflächen unter speziellem Glas, die sich unter Sonneneinstrahlung aufwärmen. Diese Wärme wird mittels einer Trägerflüssigkeit (Wasser mit Frostschutzmittel) oder Luft über einen Rohrkreislauf mit Pumpe an einen Wärmetauscher abgegeben und in einem Speicher im Haus gesammelt. Je nach Speicherart wird die Wärme entweder für das Trink- und Duschwasser oder auch zur Unterstützung der Heizung genutzt. Eine Solarsteuerung mit Temperatursensoren regelt automatisch den Betrieb der Kollektoren und des Speichers, um die maximale Energieausbeute zu erzielen.

Der wesentliche Vorteil einer Solarthermieanlage besteht darin, dass sie kostenlose Sonnenenergie einfängt und in Wärmeenergie umwandelt. Nachteil ist, dass Solarthermie sich nur als Ergänzung zu einem weiteren Heizsystem eignet und sie in den Wintermonaten nicht besonders ergiebig ist.

Eine Solarthermieanlage kann für 30 bis 70 Prozent des jährlichen Energiebedarfs zur eigenen Warmwasseraufbereitung sorgen – je nach Größe, Leistungsfähigkeit der Kollektoren, Ausrichtung zur Sonne sowie der Anzahl der Personen und Räume im Haushalt. Abhängig von dem Baujahr und der Dämmung des Hauses kann sie zudem einen Teil der Wärme zum Heizen liefern. Im weniger gut gedämmten Altbau sind es 10 bis 20 Prozent, bei Energieeffizienzhäusern bis zu 50 Prozent.

Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren?

Bei den Solarkollektoren gibt es zwei häufige Bauarten:

  • Flachkollektoren fangen die Sonnenwärme über großflächige Absorberbleche auf und übertragen sie auf darunterliegende Rohre, die mit Solarflüssigkeit gefüllt sind. Eine Dämmschicht unter den Rohren sorgt dafür, dass kaum Hitze entweicht. Flächenkollektoren sind robust, langlebig und lassen sich einfach montieren. Sie können maximale Wirkungsgrade von 60 bis 85 Prozent erreichen und sind kostengünstiger. Allerdings benötigen sie größere Flächen und haben ein höheres Gewicht als Röhrenkollektoren.

  • Röhrenkollektoren haben eine obere Absorberschicht, in der leitende U-förmige Kupferrohre in gläsernen Vakuumröhren eingeschlossen sind. Mithilfe darunterliegender Parabolspiegel heizt sich die Solarflüssigkeit in den Rohren auf. Röhrenkollektoren sind mit Wirkungsgraden von bis zu 90 Prozent deutlich effizienter als Flachkollektoren und benötigen für die gleiche Leistung weniger Platz und Gewicht. Sie benötigen verhältnismäßig wenig Sonnenstrahlen, um effizient Wärme zu erzeugen. Deshalb ist auch eine Anbringung auf Dächern, die nicht nach Süden ausgerichtet sind, sowie an Hauswänden denkbar.

Solarthermie oder Photovoltaik?

Solarthermie und Photovoltaik sind unterschiedliche Technologien, die beide die Sonnenenergie für zu Hause nutzen. Bei PV-Anlagen wandeln Solarzellen aus Siliziumkristallen die Sonnenstrahlen in elektrischen Strom um. Auch der technische Aufbau ist anders als bei einer Solarthermie-Anlage. Bei kleinen Dachflächen konkurrieren Photovoltaik- und Solarthermieanlagen oft um den Platz.

Für Photovoltaik spricht, dass Stromleitungen zu installieren weniger aufwendig ist als das Verlegen gedämmter Rohrleitungen für Solarthermie. Überschüssiger Solarstrom kann verkauft werden, und anders als Solarthermie-Anlagen können Photovoltaik-Anlagen im Sommer nicht überhitzen. Sie sind zudem leicht um weitere Module erweiterbar und lassen sich mit einer Wärmepumpe zum Heizen oder einer Wallbox zum Laden des E-Autos verbinden. Die Stromkostenersparnis durch Photovoltaik ist langfristig deutlich höher als die Heizkostenersparnis durch die Solarthermie.

Der Energieertrag pro Quadratmeter ist bei der Solarthermie hingegen größer. Im Vergleich zu Photovoltaik ist eine solche Anlage kostengünstiger und benötigt weniger Platz. Durch die Nutzung von Saisonspeichern kann die Effizienz von Solarthermieanlagen erheblich gesteigert werden, weil die erzeugte Wärme nicht verloren geht, sondern zu einem späteren Zeitpunkt verwendet wird.

Beide Systeme lassen sich kombinieren: Ein geeignetes Hausdach kann sowohl PV-Zellen als auch Solarkollektoren tragen. Es gibt auch Hybridkollektoren, die Strom und Wärme (Thermovoltaik oder Photothermie) gleichzeitig erzeugen. Sie sind aber noch nicht so effizient wie spezialisierte Module.

Welches Dach ist für Solarthermie geeignet?

Damit eine Solarthermieanlage effizient arbeitet und sich rechnet, braucht sie einen Standort, der viel Sonne abbekommt. Eine südliche Dachausrichtung ohne Schatteneinfall ist optimal. Die Dachneigung sollte idealerweise zwischen 30 und 45 Grad betragen. Bei einer Ost- oder Westausrichtung ist mehr Kollektorfläche nötig, weil der Sonnenertrag etwa ein Viertel geringer ist.

Bei Bestandsbauten lässt sich eine Solarthermieanlage in der Regel problemlos nachrüsten, wenn das Dach den statischen Anforderungen standhält, ausreichend gedämmt ist und genug Platz zur Verfügung steht. Sie sollten kalkulieren, wie viel solare Wärmeenergie im Haushalt benötigt wird und wie groß die Kollektorfläche je nach Dachausrichtung und -neigung folglich sein sollte.

Wie groß sollte die Solaranlage sein?

Über einen Speicher im Keller lässt sich die Wärme von der Solarthermieanlage je nach Bedarf im Haus verteilen© Shutterstock/n.tati.m

Die Größe der Kollektoren bestimmt die Menge der erzeugbaren Wärmeenergie. Zuerst sollten Sie entscheiden, ob Sie die Solarthermieanlage nur für die Warmwasseraufbereitung oder auch zur Unterstützung der Raumheizung nutzen wollen. Anschließend geht es um das verfügbare Budget: Günstigere Flachkollektoren benötigen wie schon erwähnt mehr Platz als teure Röhrenkollektoren.

Faustregeln zur Dimensionierung:

  • Für die Warmwasseraufbereitung wird pro Person im Haushalt eine Fläche von etwa 1,5 Quadratmetern mit Flachkollektoren bzw. 1 Quadratmeter mit Röhrenkollektoren benötigt.

  • Für die Heizungsunterstützung und Warmwasseraufbereitung benötigt man pro Person im Haushalt entweder 3 Quadratmeter Flachkollektoren oder 2 Quadratmeter Röhrenkollektoren.

  • Für die solare Warmwasseraufbereitung für vier Personen braucht man einen rund 300 Liter großen Wasserspeicher.

  • Ein Pufferspeicher für das solare Heizen enthält in einem Einfamilienhaus üblicherweise zwischen 750 und 1500 Liter.

Den eigenen Energiebedarf im Haushalt können Sie mithilfe der Jahresabrechnungen für Heizung und Wasserverbrauch berechnen. Die Planung sollten Sie zusammen mit Fachbetrieben machen.

Was kostet eine Solarthermieanlage?

Wie viel die Anschaffung einer Solarthermieanlage kostet, hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Anlagennutzung:

    Die Kosten variieren je nachdem, ob die Anlage nur zur Warmwasseraufbereitung oder auch zur Heizungsunterstützung vorgesehen ist.

  • Komponentengröße:

    Die Dimensionierung der Kollektorflächen und Größe des dazugehörigen Warmwasser- oder Pufferspeichers beeinflussen die Kosten erheblich.

  • Art der Kollektoren:

    Röhrenkollektoren sind effizienter und benötigen weniger Platz, sie sind allerdings mitunter doppelt so teurer wie Flachkollektoren.

  • Produkt- und Servicequalität:

    Nicht nur für die technische Leistung der Komponenten gibt es verschiedene Angebote, sondern auch bei Garantie, Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Support.

Anschaffungskosten

Bei Flachkollektoren liegen die Preise zwischen 200 bis 500 Euro pro Quadratmeter, bei Röhrenkollektoren können sie 500 bis 800 Euro pro Quadratmeter betragen.

Die Kosten für die Anschaffung einer Solarthermieanlage inklusive Zubehör wie Rohleitungen, einem Speicher und der Montage variieren je nach Größe, Marke und Installationsszenario. Sie liegen zwischen 3000 und 6000 Euro für die Warmwasseraufbereitung beziehungsweise zwischen 7000 und 10.000 für die Heizungsunterstützung. Wenn die Anlage sowohl die Heizung unterstützt als auch für die Warmwasseraufbereitung genutzt wird, kosten Kauf und Montage der Solarthermie zwischen 7000 und 17.000 Euro.

Wartungs- und Betriebskosten

Während des Betriebs der Solarthermieanlage fallen Kosten für die Stromversorgung von Pumpe und Solarsteuerung sowie Wartungs- und Versicherungskosten an. Zusammen betragen die laufenden Kosten etwa 100 bis 200 Euro pro Jahr. Eine Wartung durch einen Fachbetrieb empfiehlt sich alle drei bis fünf Jahre. Das ermöglicht eine Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren. Viele Anbieter von Solarthermieanlagen geben eine ähnlich lange Garantie auf die Kollektoren.

Amortisation der Investition

Eine Solarwärmeanlage spart ab Inbetriebnahme fossile Energieträger ein, die durch den steigenden CO₂-Preis immer teurer werden. Es kann 15 bis 20 Jahre dauern, bis sich die Anschaffungskosten amortisieren. Dies gilt jedoch lediglich, wenn die Anlage vollständig selbst finanziert wird. Mithilfe einer Förderung lässt sich die Amortisierungszeit deutlich verkürzen.

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    Wo gibt es Förderung für Solarthermie?

    Für den Austausch der alten Öl- oder Gasheizung gegen eine Solarthermieanlage gibt es staatliche Förderung. Privatpersonen können die Anträge vor Auftragsvergabe über die KfW-Bank* stellen.

    • 30 Prozent Grundförderung:

      Eigentümer von bestehenden Wohngebäuden können bis zu 30 Prozent der förderfähigen Kosten für Kauf, Installation und Anschluss an das Gebäude- oder Wärmenetz erstattet bekommen.

    • 20 Prozent Klimageschwindigkeitsbonus:

      Beim Austausch einer alten, fossil betriebenen Heizungsanlage gegen eine Solarthermieanlage, beispielsweise in Kombination mit einer Wärmepumpe können 20 Prozent der Kosten erstattet werden.

    • 30 Prozent Einkommensbonus:

      Haushalte mit einem Bruttoeinkommen von unter 40.000 Euro im Jahr erhalten zusätzlich 30 Prozent der Kosten erstattet.

    Alternativ gibt es über das KfW-Programm 358 einen Ergänzungskredit in Höhe von bis zu 120.000 Euro zur Finanzierung des Heizungstauschs und Anschaffung einer Solarthermieanlage.

    Welche Vorschriften sind zu beachten?

    In vielen Bundesländern besteht eine Solarpflicht, die bei einer Dachsanierung vorschreibt, Solarthermie oder Photovoltaik auf dem Wohnhaus zu installieren.

    Bei privat genutzten Sonnenkollektoren in, auf und an Dach- und Außenwandflächen ist meistens keine Baugenehmigung erforderlich. Sicherheitshalber sollte man allerdings einen Blick in die jeweilige Landesbauordnung werfen. Anders als Photovoltaik-Anlagen muss man sie auch nicht anmelden.

    Das Gebäudeenergiegesetz schreibt seit 2024 mindestens 65 Prozent erneuerbare Energien im Neubau vor und ab Mitte 2026 sukzessive auch für Bestandsgebäude. Um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen, eignet sich auch eine Solarthermie-Anlage.

    Welche Heizungen lassen sich kombinieren?

    Im Winter können Solarthermieanlagen den Wärmebedarf nicht vollständig decken, weshalb sie nur unterstützend zu einer anderen Heizung eingesetzt werden können. Sie tragen dennoch erheblich zur Senkung der Heizkosten bei, indem sie in den dunklen Monaten 20 bis 30 Prozent ihrer Maximalleistung erbringen. Prinzipiell lässt sich jede Heizungsart mit Solarthermie kombinieren.

    Heizung mit Solarthermie kombinieren

    Die Kombination von Solarthermie mit einer Wärmepumpe ist äußerst klimafreundlich. Läuft die Wärmepumpe mit Ökostrom, entstehen keinerlei CO₂-Emissionen. Allerdings ist die Wärmeerzeugung schwer kalkulierbar, und die Anschaffungskosten sind hoch.

    Eine sogenannte solare Wärmepumpe kann auf zwei Arten funktionieren. Bei der direkten Variante wird die Wärme aus den Solarkollektoren und der Wärmepumpe in einen gemeinsamen Pufferspeicher geführt. Bei der indirekten Variante wird die per Solarthermie erzeugte Wärme nicht direkt in den Pufferspeicher, sondern in die Quelle der Wärmepumpe geleitet. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmepumpe weniger elektrische Energie benötigt, um die Umgebungsluft oder das Erdreich aufzuheizen, da diese bereits durch die Solarenergie vorgewärmt sind. Dadurch sinkt der Energieverbrauch der Wärmepumpe.

    Eine Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe ist besonders in Neubauten mit Luft- oder Sole-Wärmepumpen zu empfehlen. Es gibt dafür Fördermöglichkeiten, da es sich hierbei um eine Erneuerbare-Energien-Hybridheizung (EE-Hybrid) handelt.

    Bei einer Pelletheizung lässt sich die notwendige Menge der zu verbrennenden Holzpellets mit einer angekoppelten Solarthermieanlage verringern. Beide Heizenergien werden in einen bivalenten Pufferspeicher geleitet. Dieser enthält zwei Wärmetauscher, kann also von zwei Heizquellen gleichzeitig auf Temperatur gebracht werden. Im Sommer kann die Solarthermie die Warmwasserversorgung vollständig übernehmen. Über das Jahr verteilt kann diese Kombination bis zu 60 Prozent der Energiekosten einsparen. Diese Hybridheizungen sind ebenfalls förderfähig.

    Ölheizungen werden zunehmend durch umweltfreundlichere Systeme wie Solarheizungen ersetzt. Es kann sich lohnen, bestehende Öl- und Gasheizungen mit Solarthermie zu kombinieren und so die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, Heizkosten und Emissionen zu reduzieren. Dazu sind neben der Solarthermieanlage ein bivalenter Wärmespeicher und ein Solarregler notwendig. Der Abdeckungsgrad der Solarkraft kann bis zu 60 Prozent der Heizkosten senken.

    Moderne Gasbrennwertheizungen mit der Bezeichnung "Renewable Ready" können als Hybridheizung genutzt werden und lassen sich mit Solarthermie und anderen erneuerbaren Technologien kombinieren. Allerdings werden Kombinationen von fossilen Heizungen und Solarthermie nicht mehr gefördert.