6. August 2021

Solarthermie im Bestand nachzurüsten könnte Fahrt aufnehmen, die Rahmenbedingungen sind gut

Im Neubau sind Solarthermie-Anlagen zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung Standard. Doch wie verhält es sich im Bestand, wenn der Kunde Solaranlagen nachrüsten möchte, die Zentralheizung aber noch nicht erneuern will?

Mindestens zwei Treiber sind derzeit auszumachen, die den seit einigen Jahren vor sich dahindümpelnden Solarthermie-Markt plötzlich wieder neu in Fahrt bringen. Der eine ist die neue Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), die seit Jahresbeginn gilt. Der zweite Treiber sind steigende Energiepreise. Es geht hier nicht um Peak-Oil-Diskussionen, sondern vielmehr um die tatsächliche Verteuerung fossiler Brennstoffe über die Steuer auf Kohlendioxid bei Heizöl, Erdgas, Diesel oder Benzin, die seit Beginn dieses Jahres greift und die mit den Jahren steigen wird. Das führt zu einem Umdenken.

Blick aufs BEG

Das BEG fördert die Nachrüstung solarthermischer Anlagen mit 30 % der zuschussfähigen Kosten, wenn eine solche Anlage überwiegend (d. h. mehr als 50 %) der Trinkwassererwärmung oder Heizungsunterstützung dient. Das bietet die Möglichkeit, Bestandsanlagen ohne Kesseltausch um Solarthermie zu erweitern. Anders als noch im ehemaligen Marktanreizprogramm (MAP) bezieht sich die BEG-Förderung auch nicht nur auf den Kollektor, sondern auch auf die sogenannten Umfeldmaßnahmen, also zugehörige Komponenten wie Pumpen, Verrohrung, Speicher/Puffer sowie die erforderlichen Anschlussarbeiten.

Ein weiterer Punkt ist, dass Solarthermieanlagen ein Baustein im Kontext eines energetischen Sanierungsplans sein können, der nicht allein auf das Heizsystem beschränkt ist. Denn neu eingeführt über das BEG ist auch ein Bonus für den Fall, dass ein so genannter individueller Sanierungsfahrplan (iSFP) von einem anerkannten Gebäudeenergieberater erstellt wird. Darin ist ein Bündel von Maßnahmen zu einem Gesamtsanierungsprojekt zu sehen, das spätestens nach 15 Jahren abgeschlossen sein muss. Einzelmaßnahmen in diesem Paket (z. B. Heizungssanierung, Dämm-Maßnahmen an Dach, Fenster oder Fassade) erhalten dann einen um 5 % höheren Fördersatz als jene, die nicht in einen iSFP eingebunden sind. Das Ziel ist, Altbauten auf eine bestimmte EH-Stufe zu heben in der Klassifizierung, wie sie von der KfW-Förderung bekannt ist.

Drei Urgesteine befragt

Wir haben drei Unternehmen, die sich auf dem Feld der Solarthermie bestens auskennen, dazu befragt, wie Nachrüstungen in der Praxis realisiert werden können – Consolar, Solvis und Paradigma.

Consolar hat nach eigenen Angaben in den vergangenen 27 Jahren des Bestehens des Unternehmens mithilfe seiner Fachpartner viele Zehntausend Anlagen ge plant und gebaut – darunter auch viele Solaranlagen als nachträgliche Ergänzung im Heizungsbestand. „In der Regel lassen sich solarthermische Anlagen mit allen Heizkesseln kombinieren“, berichtet Stephen Braun, Technischer Vertrieb bei Consolar. „Unsere Komponenten für die Nachrüstung sind sehr flexibel wählbar, je nach den mithilfe eines Projektdaten-Formulars aufgenommenen Daten in Bezug auf: Dachfläche, maximaler Türbreite (Speicher) und Raumhöhe des Aufstellraums für den Speicher.“

Consolar bietet z. B. den sehr kleinen Röhrenkollektor „Tubo II“ an, der laut Firmenangaben flexibel zu (Teil)-Feldern aufgebaut werden kann, wenn die Dachfläche z. B. durch Fenster unterbrochen wird. Die Speicher aus der „Solus“-Serie lassen sich je nach Volumen durch 70 cm breite Türen einbringen, die Deckenhöhe fängt bei 171 cm an (bis 220 cm). Sollte sich das benötigte Speichervolumen aufgrund von Limitierungen der genannten Maße nicht mit einem Speicher realisieren lassen, so ist das laut Consolar in der Regel (wenn die Aufstell-Fläche zur Verfügung steht) auch mit zwei parallel verschalteten Speichern möglich.

Wie die Leitungen verlegen?

Die Nachrüstung von Solarthermie-Anlagen erfordert das Verlegen von Solarleitungen vom Dach in den Keller bzw. bis zum Speicher. Die Verlegung ist dabei auf unterschiedlichen Wegen möglich. „In Bestandsgebäuden erfolgt es häufig im Inneren von still gelegten Kaminen oder erst durch das Dachgeschoss und dann in einem vorhandenen Installations-Schacht“, sagt Stephen Braun von Consolar.

Hersteller Solvis, ebenfalls erfahren in der Nachrüstung von solarthermischen Anlagen, bietet ein eigenes Schnellmontagerohr an, das es in zwei Ausführungen gibt und sich u. a. hinsichtlich der Isolierung (13 oder 19 mm), der Anschlussdimension (12 mm oder 15 mm) und der Länge sowie zulässigen Gradzahl unterscheidet. „Die nachträgliche Integration von solarthermischen Kollektoren stellt für uns keine Herausforderung dar“, sagt Abbas Seifeddine, Leiter Produktmanagement im Unternehmen.

Wilfried Grießhaber, Produktmanager Solarwärme-Systeme bei Paradigma, bringt in diesem Zusammenhang Regenfallrohre ins Spiel: „Wenn Leitungen an einer Außenwand verlegt werden müssen, werden häufig gewöhnliche Regenfallrohre genutzt. Diese sind günstig und lassen sich optisch leicht an das jeweilige Haus anpassen. Im Inneren laufen anstatt des Regenwassers folglich die Leitungen der Kollektoren durch.“

Die Leitungen der Kollektoren beginnen in diesem Fall unter den Ziegeln und gehen bis zur Dachkante. Am Dachüberstand wird dann das Solarrohr in das Regenfallrohr geführt. Die Leitungen sind laut Grießhaber für den Außenbereich ausreichend gedämmt, sodass eine zusätzliche Dämmung nicht notwendig sei.

Kollektor: Genug Platz ist meist da

Ebenfalls seit Jahrzehnten gibt es Solarthermie-Lösungen von Paradigma. Das Besondere an den Paradigma-Kollektoren ist, dass sie reines Wasser als Wärmeträger verwenden und auf ein Glykolgemisch verzichten. Das Unternehmen setzte zudem von Anfang an auf Vakuum-Röhrenkollektoren. Diese sind zwar teurer als Flachkollektoren, liefern pro Fläche aber mehr Ertrag. Doch nicht nur für Paradigma gilt, was Wilfried Grießhaber zum Thema Kollektoren sagt: „Fast jedes Dach hat Platz für 3 bis 5 m² Kollektoren. Sowohl eine Süd- als auch eine Ost-West-Ausrichtung funktioniert dabei. Passende Lösungen gibt es eigentlich immer. Die Nachrüstung durch einen Fachhandwerker ist denkbar einfach.“

Exkurs I: Solarthermie nur aufs Dach?

Kann eine Solarthermie-Anlage nur aufs Dach geschraubt werden? Wilfried Grießhaber sagt stellvertretend für die anderen hier ganz klar nein: „Nein, es muss nicht immer das Dach sein: Kollektoren können auch ebenerdig platziert werden und natürlich an der Fassade. Die Fassadenmontage ist insbesondere beim teilsolaren Heizen mit größeren Kollektorflächen interessant, weil dort die im Herbst und Winter eher tiefstehende Sonne besonders gut eingefangen werden kann. Allerdings muss deshalb besonders auf mögliche Verschattungen durch Nachbarhäuser oder Pflanzen geachtet werden. Bei der Fassadenmontage beschränken sich die sommerlichen Überschüsse auf ein Minimum, was gleichfalls günstig für die Anlage ist. Die Ertragseinbußen in der Übergangszeit sind eher gering. Aufgrund des relativ geringen Kollektorgewichts nahezu ohne Schnee- und Windlast können in der Regel handelsübliche Befestigungsschrauben für gedämmte Fassaden verwendet werden.“

Abbas Seifeddine von Solvis mahnt aber, dass Bauvorschriften im Hinblick auf Verglasung besondere Zulassungen fordern bzw. eine maximale Installationshöhe vorschreiben könnten. Aber auch er sieht beim Thema Befestigung an gedämmten Fassaden keine Probleme: „Für gedämmte Fassaden gibt es spezielle Befestigungssysteme bekannter Hersteller. Für die Einzelfallauslegung bedarf es dann ggf. eines Statikers.“

Neuer Speicher?

Zum neuralgischen Punkt wird eher der Warmwasser-Speicher: Ist ein Speichertausch im Fall einer Solarthermie-Nachrüstung notwendig – warum und/oder in welchen Fällen ist das angezeigt? Wilfried Grießhaber verweist auf die Vorzüge des wasserbasierten Paradigma-Systems: „Für die Nachrüstung bei bestehenden Heizsystemen ist in der Regel kein Speichertausch notwendig, da Paradigma-Kollektoren reines Wasser als Wärmeträger verwenden. Das geht bei nahezu jeder Speichergröße ab 150 l. Andere Solarsysteme verwenden ein Glykolgemisch als Wärmeträger. Dies erfordert wiederum einen Speicher mit speziellem, internen Wärmetauscher. Dafür müssen bei der Nachrüstung häufig bereits installierte, noch voll funktionsfähige Speicher wieder entfernt werden. Das ist mit dem „AquaSolar“-System von Paradigma nicht nötig.“

Stephen Braun von Consolar hält den Tausch aber dennoch grundsätzlich für ratsam: „Ein Speichertausch ist in den meisten Gebäuden im Falle der Integration einer solarthermischen Anlage zu empfehlen, denn erstens sind in der Regel nur einfache Trinkwasser-Speicher mit kleinem Volumen vorhanden (ohne Solar-Wärmetauscher, kein ausreichendes Volumen für die solare Heizungsunterstützung). Zweitens möchte man im Idealfall aus Gründen der Effizienz mit im Speicher integrierten Wärmetauschern den Solarertrag geschichtet einführen, bzw. im oberen Bereich das Warmwasser im Durchlaufprinzip hygienisch einwandfrei erwärmen. Und drittens zeichnen sich die solaren Kombi-Pufferspeicher in der Regel durch eine besonders gute Dämmung aus, um die eingefangene Wärme lange zu bevorraten.“

Exkurs II: Stagnation ja, aber beherrschbar

Die Stagnation ist für die Solarthermie nach wie vor ein wichtiges Thema. „Die Zuverlässigkeit vieler solarthermischer Anlagen krankt weiterhin an dem Punkt Stagnation: Sobald Anlagen mit leistungsfähigen Kollektoren etwas größer dimensioniert werden und damit häufiger in Stagnation gehen, kann es zum „Cracken“ des Glykols (Wärmeträger) kommen. Die daraus entstehenden klebrigen Substanzen führen zu Funktionsproblemen und/oder erfordern häufige Wartungseingriffe“, sagt Wilfried Grießhaber von Paradigma.

Aber sie ist bei richtiger Auslegung beherrschbar: „Die Anlagen müssen im Hinblick auf Kollektorfeldgröße, Betriebsdruck, Bemessung und Anordnung von Vorschalt- und Ausdehnungsgefäß richtig ausgelegt sein, dann ist das Auftreten von Stagnation kein Problem. Bei Glykolanlagen sollte das Solarfluid jährlich auf seinen Zustand hin überprüft werden“, sagt Abbas Seifeddine von Solvis.

Auch bei Consolar gibt es zum Thema Stagnation ganz klare Direktiven: „Die solarthermischen Anlagen werden so ausgelegt, dass die während der Sommermonate auftretenden Stagnationen (aufgrund der maximalen Beladung des Speichers mit ca. 90 °C) den eingesetzten Komponenten nicht schaden können. Zu dieser Auslegung gehört insbesondere die korrekte Größe des Ausdehnungsgefäßes sowie gegebenenfalls Vorschaltgefäßes (bei kurzen Distanzen der Solarleitung vom Kollektor bis zur Solarstation). Bei direkt durchströmten Röhrenkollektoren ist außerdem wichtig, dass der Sammlerkasten unten liegt, sodass im Stagnationsfall das Solarträger-Medium komplett aus dem Kollektorfeld gedrückt werden kann“, erläutert Stephen Braun.

Zur Wirtschaftlichkeit

Wie steht es um die Wirtschaftlichkeit einer solchen Investition – wann hat eine nachträglich installierte Solarthermieanlage die kompletten Kosten über vermiedene Brennstoffkosten wieder eingespielt? Pauschale Antworten der Hersteller gibt es dazu nicht, weil z. B. keiner genau in Euro und Cent vorhersagen kann, wie sich die Preise für fossile Brennstoffe in den nächsten Jahren entwickeln werden. Und weil die Amortisationsfrage auch von vielen ortsspezifischen Variablen abhängt, z. B. wie gut das Gebäude gedämmt ist oder wie hoch der Warmwasser-Verbrauch ist oder der Raumwärmebedarf, wenn es sich um eine heizungsunterstützende Solarthermie-Anlage handelt. Und natürlich hängt es auch davon ab, wie die Anlage konzipiert ist und was sie gekostet hat. Auch vonseiten des Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW-Solar) gibt es hierzu keine Angaben. „Als Verband nennen wir keine Preise“, antwortet BSW-Sprecher Karsten Schäfer auf Anfrage. Allerdings geht der Verband davon aus, dass sich selbst bei einem konservativen Szenario (z. B. keine Energiepreissteigerungen) in 25 Jahren Lebenszeit der Anschaffungspreis wieder reinholen lässt.

Es lässt sich folglich nur in Form einer Faustregel beziffern, was eine Solarthermie-Anlage im für sie vorgesehenen Zweck erfüllen kann:

1. Heizungsunterstützung

• Gebäudebestand (unsaniert): bis 30 % anteilige Bedarfsdeckung
• Energetisch sanierte Gebäude: bis 50 % anteilige Bedarfsdeckung
• Neubauten: bis über 70 % anteilige Bedarfsdeckung.

2. Für die Warmwassererwärmung kann die Solarthermie ungefähr 60 % des Bedarfs abdecken. (Quelle: BSW-Solar).

Schlussbetrachtung

Die neue Bundesförderung für effiziente Gebäude dürfte die Nachfrage nach solarthermischen Anlagen verstärken, auch wenn die Wirtschaftlichkeit insbesondere bei Nachrüstungen im Bestand nicht konkret beziffert werden kann. Gewichtiger werden vor dem Hintergrund des Klimawandels ohnehin zunehmend andere Argumente, die das Gefühl für Renditen völlig anders definieren.

Autor: Dittmar Koop, Journalist für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz