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Solaranlage

Solar-Warmwasser nachrüsten: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Von Rafael di Silva | 16. Dezember 2024
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Nutzen Sie Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung. Dieser Artikel erläutert die Nachrüstung, die verschiedenen Systeme und die notwendige Wartung für optimale Effizienz.

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Die korrekte Ausrichtung der Anlage ist essentiell

Solarthermie nachrüsten: So geht’s

Möchten Sie die Sonnenenergie für Ihre Warmwasserversorgung nutzen und dabei Heizkosten sparen? Die Nachrüstung einer Solarthermie-Anlage erfordert eine sorgfältige Planung und einige grundlegende Schritte. Im Folgenden erhalten Sie eine präzise Anleitung, wie Sie bei der Nachrüstung vorgehen sollten:

Inspektion und Planung

  1. Dachanalyse: Stellen Sie sicher, dass Ihr Dach für die Installation von Solarkollektoren geeignet ist. Optimal sind unverschattete Süddächer mit einer Neigung zwischen 30 und 60 Grad. Auch Ausrichtungen nach Südost oder Südwest bieten noch gute Erträge.
  2. Systemauswahl: Wählen Sie das passende System für Ihre Bedürfnisse. Zur Verfügung stehen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Bei Platzmangel sind Vakuumröhren oft die bessere Wahl, da sie auf gleicher Fläche mehr Energie umsetzen können.
  3. Dimensionierung: Bestimmen Sie den Warmwasserbedarf Ihres Haushalts, um die richtige Größe der Anlage zu berechnen. Pro Person brauchen Sie etwa 50 Liter Warmwasser täglich. Für einen effizienten Betrieb sollte die Kollektorfläche pro Person etwa 1 bis 1,2 Quadratmeter (Flachkollektoren) bzw. 0,8 bis 1 Quadratmeter (Vakuumröhren) betragen.
  4. Speichergröße: Der Warmwasserspeicher sollte mindestens das doppelte Tagesvolumen an Warmwasser fassen können. Für einen Haushalt ergibt sich somit ein Speichervolumen zwischen 100 und 150 Litern pro Person.

Installation

  1. Systemkomponenten beschaffen: Besorgen Sie alle benötigten Komponenten, darunter Kollektoren, Rohrleitungen, Speicher und Pumpen. Achten Sie darauf, dass alle Bauteile kompatibel und für hohe Temperaturen sowie Frostschutzmittel geeignet sind.
  2. Montage der Kollektoren: Installieren Sie die Kollektoren auf dem Dach. Dabei müssen die Kollektoren optimal zur Sonne ausgerichtet und fest verankert werden. Stellen Sie zudem sicher, dass die Leitungswege kurz und gut isoliert sind, um Wärmeverluste zu minimieren.
  3. Rohrleitungen verlegen: Verbinden Sie die Kollektoren über gut isolierte Rohrleitungen mit dem Warmwasserspeicher im Haus. Die Solarflüssigkeit zirkuliert in diesen Leitungen, um die Wärme zu transportieren.
  4. Warmwasserspeicher anschließen: Montieren und verbinden Sie den Warmwasserspeicher mit den Rohrleitungen und dem bestehenden Heizsystem. Hierbei muss ein Wärmetauscher integriert sein, der die Wärme aus der Solarflüssigkeit auf das Trinkwasser überträgt.

Inbetriebnahme und Einstellung

  1. Befüllen und Entlüften: Befüllen Sie das System mit der Solarflüssigkeit (Wasser-Glykol-Gemisch) und entlüften Sie die Leitungen gründlich, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.
  2. Regelung einstellen: Konfigurieren Sie die Regelungseinheiten so, dass die Solarthermieanlage optimal mit Ihrem Heizsystem zusammenarbeitet. Moderne Regelungen schalten den Heizkessel ab, sobald ausreichend Solarwärme zur Verfügung steht.
  3. Systemstunden prüfen: Kontrollieren Sie die korrekte Funktion aller Komponenten durch eine erste Probeheizung und justieren Sie die Regelung entsprechend, um die bestmöglichen Erträge zu erzielen.

Wartung

  1. Regelmäßige Kontrolle: Überwachen Sie die Erträge Ihrer Anlage und lassen Sie diese regelmäßig warten. Überprüfen Sie den Frostschutzmittelanteil und halten Sie Pumpen, Ventile und Wärmetauscher in gutem Zustand.
  2. Ertragsmonitoring: Installieren Sie einen Wärmemengenzähler, um die produzierte Wärme genau zu erfassen und Schwankungen frühzeitig zu erkennen.

Diese Maßnahmen und sorgfältige Schritte sorgen dafür, dass Ihre nachgerüstete Solarthermie-Anlage effizient arbeitet und Sie langfristig Heizkosten sparen sowie die Umwelt schonen.

Möglichkeiten der solaren Warmwasserbereitung

Es gibt verschiedene Methoden, um Sonnenenergie für die Erwärmung von Wasser zu nutzen. Diese Methoden können je nach Bedarf und technischen Voraussetzungen ausgewählt werden.

Solarthermie-Anlage

Eine Solarthermie-Anlage nutzt Solarkollektoren, um Wärme direkt zur Erwärmung von Wasser zu gewinnen. Diese Technik wird oft zur Trinkwassererwärmung verwendet und kann einen signifikanten Teil des Warmwasserbedarfs decken.

  • Wesentliche Komponenten: Solarkollektoren (Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren), Rohrleitungen mit Solarflüssigkeit und ein Warmwasserspeicher.
  • Effizienz: Die Wärmedeckung durch Solarthermie-Anlagen liegt im Jahresdurchschnitt bei etwa 60 Prozent. Während der Sommermonate kann die Deckung sogar 100 Prozent erreichen.
  • Dimensionierung: Pro Person wird etwa eine Kollektorfläche von 1 bis 1,2 Quadratmetern (Flachkollektoren) oder 0,8 bis 1 Quadratmetern (Vakuumröhren) empfohlen. Der Warmwasserspeicher sollte mindestens das doppelte Tagesvolumen an Warmwasser fassen.

Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage)

Photovoltaikanlagen können ebenfalls zur Warmwasserbereitung genutzt werden, indem der erzeugte Strom zur Erwärmung des Wassers herangezogen wird.

Mit Heizstab

Der Einsatz eines Heizstabs stellt eine einfache Möglichkeit dar, den überschüssigen Solarstrom für die Warmwasserbereitung zu nutzen.

  • Funktionsweise: Der Heizstab funktioniert ähnlich wie ein Tauchsieder und wird häufig direkt im Warmwasserspeicher installiert.
  • Einsatz: Diese Methode ist besonders sinnvoll, wenn viel überschüssiger Strom vorhanden ist und keine komplizierten baulichen Änderungen nötig sind.
  • Effizienz: In den Sommermonaten kann der Heizstab den gesamten Bedarf an Warmwasser decken.

Mit Warmwasser-Wärmepumpe

Eine Warmwasser-Wärmepumpe nutzt Solarstrom, um die Umweltwärme zur Erwärmung des Wassers zu nutzen.

  • Funktionsweise: Die Wärmepumpe entzieht der Umgebungsluft Wärme und speichert diese im Warmwasserspeicher.
  • Kennzeichnung: Achten Sie auf das „SG-Ready“-Label, das die Eignung für die Verbindung mit PV-Anlagen signalisiert.
  • Vorteile: Diese Methode ist ganzjährig effizient, da auch bei geringem Solarstromertrag die Wärmepumpe arbeiten kann.

PVT-Kollektoren (Photovoltaik-Thermie)

PVT-Kollektoren kombinieren die Vorteile von Photovoltaik und Solarthermie, indem sie gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen.

  • Funktion: PVT-Kollektoren nutzen die Sonnenenergie durch eine Oberfläche, die sowohl Wärme als auch Strom erzeugt. Die gewonnene Wärme wird über einen Wärmetauscher an den Warmwasserspeicher abgegeben.
  • Platzersparnis: Da beide Funktionen kombiniert werden, bieten PVT-Kollektoren eine effiziente Lösung für Dächer mit begrenztem Platzangebot.
  • Vorteile: Durch den kombinierten Betrieb kann der Gesamtwirkungsgrad der zur Verfügung stehenden Dachfläche maximiert werden.

Planung und Installation

Die Planung und Installation Ihrer Solarthermie-Anlage umfasst mehrere wichtige Schritte, die sorgfältig durchdacht werden sollten, um maximale Effizienz und Langlebigkeit zu gewährleisten.

1. Beratung und Systemauswahl

Bevor Sie mit der Installation beginnen, vereinbaren Sie eine Beratung mit einem Experten. Eine Energieberatung kann helfen, das passende System für Ihre Bedürfnisse auszuwählen und sicherzustellen, dass alle örtlichen Voraussetzungen erfüllt sind.

2. Dimensionierung

Bestimmen Sie den Warmwasserbedarf Ihres Haushalts (ca. 50 Liter pro Person und Tag). Die Dimensionierung von Kollektorfläche und Speichergröße erfolgt in Abhängigkeit von diesem Bedarf:

Kollektorfläche:

  • Flachkollektoren: etwa 1 bis 1,2 Quadratmeter pro Person.
  • Vakuumröhrenkollektoren: etwa 0,8 bis 1 Quadratmeter pro Person.

Speichergröße: Der Speicher sollte mindestens das doppelte Tagesvolumen umfassen, also etwa 100 Liter pro Person.

3. Dachanalyse

Untersuchen Sie Ihr Dach auf Eignung für Solarthermie:

  • Ausrichtung: Optimal sind Süddächer, aber auch Südost- und Südwest-Ausrichtungen sind geeignet.
  • Neigung: Eine Dachneigung zwischen 30 und 60 Grad ist ideal.
  • Verschattung: Achten Sie darauf, dass keine Bäume oder Gebäude Schatten auf die Kollektoren werfen.

4. Beschaffung der Systemkomponenten

Besorgen Sie die benötigten Komponenten, darunter Kollektoren, Rohrleitungen, Speicher und Pumpen. Achten Sie auf Kompatibilität und Qualität der Materialien.

5. Installation der Kollektoren

Montieren Sie die Kollektoren solide und sicher auf dem Dach, unter Berücksichtigung der optimalen Ausrichtung zur Sonne. Kürzen und isolieren Sie die Leitungswege, um Wärmeverluste zu minimieren.

6. Verlegen der Rohrleitungen

Verlegen Sie die Rohrleitungen zum Transport der Solarwärme vom Dach zum Speicher. Achten Sie auf gute Isolierung und möglichst kurze Leitungswege.

7. Anschluss des Warmwasserspeichers

Schließen Sie den Warmwasserspeicher an die Rohrleitungen und das bestehende Heizsystem an. Integrieren Sie dabei einen Wärmetauscher, um die Solarwärme auf das Trinkwasser zu übertragen.

8. Inbetriebnahme

Füllen und entlüften Sie das System mit der Solarflüssigkeit (Wasser-Glykol-Gemisch). Stellen Sie die Regelungseinheiten so ein, dass die Anlage optimal mit Ihrem Heizsystem zusammenarbeitet.

Durch sorgfältige Planung und fachgerechte Installation sorgen Sie für langanhaltende Freude an Ihrer Solarthermie-Anlage und tragen gleichzeitig zur Reduktion von Energiekosten und Umweltbelastungen bei.

Optimierung und Wartung

Für einen langfristig effizienten Betrieb Ihrer Solarthermie-Anlage sind regelmäßige Wartungs- und Optimierungsmaßnahmen unerlässlich. Hier einige zentrale Punkte, die Sie berücksichtigen sollten:

1. Hauptkomponenten prüfen und reinigen:

  • Kollektoren: Staub, Vogelkot oder Laubreste auf den Kollektoren können die Effizienz erheblich mindern. Eine regelmäßige Sichtprüfung und Reinigung sorgen dafür, dass die Kollektoren stets maximale Sonneneinstrahlung aufnehmen.
  • Wärmeaustauscher und Speicher: Überprüfen Sie diese Komponenten auf Verkalkung oder Sedimentbildung. Bei Bedarf sollten Sie fachmännisch gereinigt werden.

2. Systemüberwachung:

  • Druckkontrolle: Der Betriebsdruck des Solarkreises sollte regelmäßig kontrolliert werden. Ein zu niedriger Druck kann auf Lecks hinweisen, ein zu hoher Druck auf Blockaden im System.
  • Temperaturüberwachung: Achten Sie auf konstante Temperaturverhältnisse. Abweichungen können auf Probleme im System hinweisen, die eine Einstellung oder Reparatur erfordern.

3. Flüssigkeitsmanagement:

  • Solarflüssigkeit: Überprüfen und erneuern Sie regelmäßig die Frostschutzmittelkonzentration und den Zustand der Solarflüssigkeit. Eine ausreichende Menge und Qualität der Flüssigkeit sind entscheidend für den effektiven Wärmeübergang und den Frostschutz.
  • Entlüftung und Nachfüllen: Entlüften Sie das System regelmäßig, um Blasenbildung zu vermeiden, und füllen Sie bei Bedarf die Solarflüssigkeit nach.

4. Technische Anpassungen und Upgrades:

  • Regelungstechnik optimieren: Aktualisieren Sie die Steuerungstechnik Ihrer Anlage, um auf neue Effizienzstandards und persönliche Nutzungsgewohnheiten einzugehen. Moderne Regelsysteme können die Leistung und Betriebskosten erheblich beeinflussen.
  • Isolierung verbessern: Eine optimale Isolierung der Rohrleitungen und des Speichers reduziert Wärmeverluste und steigert die Effizienz des gesamten Systems.

5. Jährliche Fachwartung:

  • Professionelle Inspektion: Lassen Sie die gesamte Anlage jährlich von einem Fachbetrieb überprüfen. Diese Inspektionen umfassen die Kontrolle des mechanischen Zustands, der Elektronik und aller Sicherheitsventile.
  • Detaillierte Protokolle: Führen Sie ein Wartungsprotokoll, in dem alle durchgeführten Arbeiten, Ergebnisse und Empfehlungen dokumentiert werden. Dies hilft, die Langzeitentwicklung der Anlage zu überwachen und Probleme frühzeitig zu erkennen.

Durch diese Maßnahmen stellen Sie sicher, dass Ihre Solarthermie-Anlage effizient arbeitet und die Lebensdauer der Komponenten maximiert wird. Regelmäßige Überwachung und proaktive Wartung sind der Schlüssel zu einer optimalen Nutzung der Sonnenenergie für Ihre Warmwasserbereitung.

Waschmaschine und Spülmaschine

Waschmaschinen und Spülmaschinen können ebenfalls vom warmen Wasser Ihrer Solarthermie-Anlage profitieren. Beachten Sie jedoch einige wichtige Punkte, um den optimalen Nutzen sicherzustellen:

  1. Überprüfung von Anschlüssen: Viele moderne Wasch- und Spülmaschinen sind mit einem Eingang für Warmwasser ausgestattet. Überprüfen Sie, ob Ihre Geräte diese Funktion besitzen, da dies den Stromverbrauch erheblich reduzieren kann.
  2. Temperaturregulierung: Um eine Überhitzung zu vermeiden und die Lebensdauer der Geräte zu verlängern, empfiehlt sich der Einsatz eines Vorschaltgerätes. Dieses mischt das heiße Wasser aus der Solarthermie-Anlage mit kaltem Wasser, um die passende Einlauftemperatur zu gewährleisten.
  3. Stromersparnis: Durch die Nutzung des vorgewärmten Wassers kann der Energieaufwand für das Wasserheizen in den Maschinen reduziert werden. Bei einem 4-Personen-Haushalt können so jährlich rund 200 bis 250 kWh Strom eingespart werden.
  4. Vermeidung von Stagnation: Ein Anschluss von Wasch- und Spülmaschine an die Solarthermie kann Stagnation im Warmwasserspeicher verhindern. Regelmäßige Wasserentnahme sorgt dafür, dass immer neues warmes Wasser nachproduziert werden kann.

Indem Sie diese Punkte berücksichtigen, können Sie Ihre Haushaltsgeräte effizient nutzen und gleichzeitig von den Vorteilen Ihrer Solarthermie-Anlage profitieren.

Artikelbild: Hill120/Shutterstock