Der Absatz der Solarthermie kommt in Fahrt. Im Neubau sind die Solarheizungen inzwischen sogar auf Platz eins gelandet. Der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar) hat vom Statistischen Bundesamt erfahren, dass im vergangenen Jahr von den etwa 216.000 neu errichteten Wohnungen immerhin fast 70.000 Solarenergie für die Warmwassererwärmung nutzen. Etwa 38.000 dieser neuen Wohnungen werden sogar mit Solarenergie beheizt. Seit Anfang April dieses Jahres hat die Solarthermie noch einmal einen Schub durch die verbesserte Förderung im Rahmen des Marktanreizprogramms (MAP) bekommen. Im Juni 2015 wurden beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) immerhin 32 Prozent mehr Anträge auf eine Förderung von Solarwärmeanlagen gestellt als noch im Vorjahr. „Viel zu wenig bekannt ist aber immer noch, dass große Solarheizungen im Marktanreizprogramm besonders gut gefördert werden“, weiß Georg Dach, Vorsitzender des Sonnenhaus-Insituts in Deggendorf. Solarthermieanlagen, die mindestens 50 Prozent des Heizenergiebedarfs in einem Gebäude erzeugen, bekommen einen Investitionszuschuss von bis zu 300 Euro je Quadratmeter Kollektorfläche. Förderfähig sind dabei große Solarheizungen in bestehenden Gebäuden und in Neubauten. Eine Voraussetzung, um den rückzahlungsfreien Zuschuss zu erhalten, ist das Erreichen des KfW-Effizienzhaus-Standards 55.
Optimierungspotenziale aufdecken
Dass solche Werte tatsächlich im Rahmen des Möglichen liegen, zeigt eine aktuelle Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Denn die Ergebnisse des Projekts Heizsolar liegen jetzt auf dem Tisch. Schließlich kämpfen solche Solar-Aktiv-Häuser immer noch mit einem Problem: „Es fehlten systematische wissenschaftliche Untersuchungen und neutralen Bewertungen der Effizienz“, begründen die Freiburger Forscher die Notwendigkeit ihrer Studie. Diese Effizienzbewertung umfasste vor allem aber die Optimierungspotenziale für solche Gebäude aufzudecken.
Um zu einer unabhängigen Bewertung der Solarthermie zu kommen, haben die Freiburger Forscher neun Solar-Aktiv-Häuser über mehrere Heizperioden vermessen. „Damit konnten wir die Basis dafür legen, die Häuser zu optimieren und die Kosten zu senken“, sagt Gerhard Stryi-Hipp, Gruppenleiter am Fraunhofer ISE. „Wir erwarten daher, dass die Bedeutung socher Solar-Aktiv-Häuser künftig deutlich steigen wird.“
Riesige Speicher sind wenig attraktiv
Insgesamt decken die solarthermischen Anlagen der untersuchten Häuser aufgrund einer guten Dämmung etwa 60 Prozent des gesamten Wärmebedarfs in den Gebäuden ab. Generell sei es sogar möglich, die komplette Raumheizung mit Solarwärme zu betreiben, erklären die Freiburger Forscher. Dennoch sind solche Sonnenhäuser, die ihren gesamten Heizbedarf mit der Solarthermie abdecken, bisher noch Exoten. Zum einen sind die Preise hoch und der Langzeitwärmespeicher verbraucht viel Platz im Gebäude. Immerhin bis zu 50.000 Liter kann ein solcher Speicher umfassen, je nachdem wie groß das Gebäude und wie gut die Dämmung ist. „Ein guter Kompromiss liegt in Solar-Aktiv-Häusern, die etwa 60 Prozent der benötigten Wärme mit Solarwärmekollektoren erzeugen“, sagt Stryi-Hipp. „Im Frühjahr und im Herbst reicht die Leistung von 40 Quadratmeter Solarwärmekollektoren sowie ein Speicher mit 5.000 Liter im Einfamilienhaus völlig aus. Nur in den Monaten November bis Januar müssen über Gas- oder Holzheizkessel die fehlenden 40 Prozent zugeheizt werden.“
Größenverhältnis von Kollektor und Speicher anpassen
Ein zweites Problem ist, dass die Anlagen oft nicht optimal geplant und in das Heizsystem eingebunden werden. Die Forscher untersuchten deshalb, wie sich die Solar-Aktiv-Häuser weiter optimieren lassen. Sie entwickelten dazu ein entsprechendes Simulationsmodell. Im Mittelpunkt stand dabei vor allem die Reduzierung der Speichergröße, um die Akzeptanz solcher Häuser zu steigern. „Das Verhältnis von Speichergröße und Kollektorfläche lässt sich variieren“, fasst Stryi-Hipp die Ergebnisse zusammen. In unserem Solar-Aktiv-Referenzhaus, das 60 Prozent des Wärmebedarfs mit der Solarthermie deckt, kann man das Speichervolumen von 6.000 Liter auf 3.000 Liter reduzieren, wenn dafür die Fläche der Solarwärmekollektoren von 40 auf 60 Quadratmeter erhöht wird.“ Eine zweite Herausforderung bei der Planung ist die Wärmeabstrahlung des Speichers. Während diese im Winter willkommen ist, möchte man im Sommer vermeiden, dass die Temperaturen im bereits warmen Haus noch weiter nach oben klettern. „Stellt man den Speicher beispielsweise ins Treppenhaus, geht die Abwärme im Winter nicht verloren“, erklärt Gerhard Stryi-Hipp. „Im Sommer stört sie nicht weiter, wenn ein Fenster zur Abfuhr der warmen Luft eingebaut wird“, schlägt er vor.
Bisher kein Vergleich mit Null- und Plusenergiehäusern
Mit der jetzt vorliegenden Studie will das Fraunhofer ISE den Bauherren erste konkrete Bewertungen der Möglichkeiten einer Solarthermieanlage an die Hand geben. „Die Ergebnisse werfen ein neues Licht auf das Sonnenhaus-Bau- und Heizkonzept, bei dem vor allem die besonders hohe Förderung im MAP eine Rolle spielt“, lobt Christian Kerschl, Geschäftsführer des Sonnenhaus-Instituts. Doch mit der Studie ist die Thematik längst nicht abgeschlossen. Denn es fehlt noch ein Vergleich zwischen den aktiv mit Solarhtermie beheizten Häuser und den Null- oder Plusenergiehäusern, bei denen die Wärme mit photovoltaisch betriebenen Wärmepumpen erzeugt wird. Dies wollen die Freiburger Forscher in einem Nachfolgeprojekt untersuchen und den Nutzern verlässliche Bewertungskriterien bieten. Hier wird es vor allem darum gehen, welche Variante besser und vor allem effizienter funktioniert. Für das Sonnenhaus-Institut ist die Heizung mit Solarthermie nicht festgeschrieben. Sie planen inzwischen auch Gebäude mit zusätzlicher Photovoltaik und Wärmepumpe. „Im Mittelpunkt steht aber auch weiterhin die Solarwärmeanlage, da sie durch die direkte Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme einen sehr hohen Wirkungsgrad hat“, betont Georg Dasch von Sonnenhaus-Insitut. (Sven Ullrich)
