Solarheizung: So kannst du mit Sonnenenergie heizen

Mithilfe der Sonne das Haus heizen? Das geht. Allerdings gibt es unterschiedliche Arten von Solarheizungen mit individuellen Vor- und Nachteilen. Utopia.de erklärt die Unterschiede und was sie kosten.

Die Sonne spendet nicht nur Licht, sondern auch viel Wärme. Wer sich schonmal einen Sonnenbrand geholt hat, hat das schon am eigenen Leib erfahren. Es liegt daher nahe, Sonnenenergie auch zum Heizen zu verwenden – vor allem, da fossile Energieträger wie Gas und Öl durch den steigenden CO2-Preis immer teurer werden. Doch wie funktioniert das? Das kommt darauf an, was man unter einer Solarheizung versteht.

Was ist eine Solarheizung?

Es gibt nicht die Solarheizung, da es sich hierbei um einen Sammelbegriff handelt. Er wird meistens synonym für eine Solarthermie-Anlage verwendet, jedoch gibt es noch weitere solare Heizarten. Jede nutzt die Sonne auf ihre eigene Weise und bringt spezifische Eigenschaften mit sich. Zudem unterscheiden sich die Solarheizungen in ihrer Effizienz und darin, ob sie das Sonnenlicht direkt nutzen oder es erst in Strom umwandeln.

Die gängigsten Solarheizungen sind die Solarthermie, sowie die durch Photovoltaik unterstützte Wärmepumpe und Stromdirektheizung. Noch eher selten zu Einsatz kommen dagegen sogenannte PVT-Anlagen.

Solarheizung 1: Solarthermie

Die Solarthermie ist der Klassiker unter den Solarheizungen. Die Solarthermie nutzt Solarkollektoren auf dem Dach, die aus dunklen, bläulich schimmernden Röhren bestehen. Sie unterscheiden sich nicht nur optisch von Photovoltaik-Modulen, sie funktionieren auch komplett anders.

In den Modulen zirkuliert die sogenannte Solarflüssigkeit, die von der Sonne erhitzt und zu einem Wärmespeicher im Keller gepumpt wird. Dort sorgt ein Wärmetauscher dafür, dass die Wärmeenergie in einen Pufferspeicher übergeht und im Haushalt dann zum Heizen oder für Warmwasser zur Verfügung steht. Die abgekühlte Solarflüssigkeit strömt dann wieder aufs Dach zu den Kollektoren und der Kreislauf beginnt von neuem.

Für die Solarflüssigkeit gibt es keine einheitliche Rezeptur. Häufig kommt jedoch eine Propylenglykol-Wasser-Mischung zum Einsatz, es gibt aber Alternativen auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Die Flüssigkeit muss extreme Temperaturschwankungen von -40 Grad bis über 200 Grad Celsius aushalten.

Solarthermie-Anlagen klingen nach einer perfekten Lösung, um das Haus zu heizen. Allerdings schaffen sie es trotz der ausgereiften Technik nicht allein. Meist erwärmen sie nur das Brauchwasser zum Duschen und Waschen oder unterstützen die reguläre Heizung. Sie sind damit in erster Linie ein Unterstützungssystem für Öl-, Gas- oder Pelletheizungen und senken ihre Betriebskosten.  

Solarheizung 2: Wärmepumpe plus Photovoltaik

Die Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage ist die modernste und flexibelste Art, mit der Sonne zu heizen. Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt als erstes elektrischen Strom. Dieser Strom betreibt dann eine Wärmepumpe, die wiederum das Heiz- und Brauchwasser erhitzt.

Das Besondere an dieser Methode ist die enorme Effizienz. Denn die Wärmepumpe zieht Wärmeenergie aus der Umwelt. In der gängigsten Wärmepumpen-Variante saugt sie sie aus der Luft, sie kann die Umweltwärme aber auch aus dem Erdreich oder dem Grundwasser nehmen. Auf diese Weise erzeugt sie mit einer Kilowattstunde Solarstrom drei bis fünf Kilowattstunden Wärme. Sie vervielfacht also die Energie, die die Solarmodule liefern. Der überschüssige Sonnenstrom, den die Wärmepumpe nicht benötigt, kann den Haushalt versorgen, das E-Auto laden oder gegen Vergütung ins öffentliche Netz fließen.

Wenn zu wenig Sonne scheint läuft die Wärmepumpe mit Strom aus dem öffentlichen Netz weiter. Das ist zwar teurer, als den eigenen Solarstrom zu nutzen, doch mithilfe von speziellen Wärmepumpen- oder dynamischen Stromtarifen kostet die Kilowattstunde immer noch weniger als der restliche Haushaltsstrom.

Es ist übrigens auch möglich, Photovoltaikanlagen und Solarthermie nebeneinander zu installieren. Kleine Solarthermieanlagen zur Brauchwassererwärmung können PV-Anlagen – und Wärmepumpenheizunegn – relativ kostengünstig ergänzen.

Solarheizung 3: Stromdirektheizung plus Photovoltaik

Die einfachste, aber auch ineffizienteste Variante ist die Kombination von PV-Strom mit einer Stromdirektheizung. Das können beispielsweise Infrarotpaneele sein, aber auch Heizstäbe funktionieren. Die jeweilige Heizung wandelt deinen Solarstrom dann direkt in Wärme um und das mit einem Wirkungsgrad von nahezu 100 Prozent. Aus einer Kilowattstunde Strom wird also eine Kilowattstunde Wärme. Eine moderne Gasheizung besitzt etwa den gleichen Wirkungsgrad, eine Wärmepumpe ist hingegen drei- bis fünfmal effizienter.

Diese Lösung eignet sich deshalb nur in Ausnahmefällen – etwa sehr gut gedämmten Neubauten – für die Beheizung eines ganzen Hauses. Sie kann aber eine sinnvolle Ergänzung sein, um in der Übergangszeit einzelne Räume gezielt und schnell zu erwärmen, ohne das zentrale Heizsystem hochfahren zu müssen – vor allem, da im Frühling und Herbst die Photovoltaikanlage noch genügend Strom erzeugt.

Solarheizung 4: PVT-Anlage plus Wärmepumpe

Sogenannte PVT-Hybridkollektoren (Photovoltaik-Thermie-Kollektoren) vereinen Photovoltaik und Solarthermie in einem einzigen Bauteil und können sowohl Strom als auch Wärme produzieren. Ein PVT-Modul besteht aus einem klassischen Photovoltaikelement an der Oberfläche, unter dem ein Wärmetauscher angebracht ist. Dieser nimmt die Abwärme der Solarzellen auf und leitet sie an einen Speicher weiter. Das warme Wasser kann dann für Brauchwasser oder Heizung genutzt werden. Eine PVT-Anlage kann also als Solarheizung Strom und Wärme liefern und ist damit besonders interessant in Kombination mit Wärmepumpen: Diese können beides nutzen. Auch die Kombination mit Gas- oder Pelletheizungen ist möglich. Die Technik ist allerdings noch vergleichsweise neu. Einen erfahrenen Installationsbetrieb zu finden, kann eine Herausforderung sein.

Was kostet eine Solarheizung?

Was eine Solarheizung kostet, hängt von der Art der Heizung ab. Die Kosten liegen teils weit auseinander.

• Solarthermie: Bei einer Solarthermieanlage stehen zwei Arten von Kollektoren zur Verfügung. Flachkollektoren bekommst du für etwa 250 bis 600 Euro pro Quadratmeter, die effizienteren Röhrenkollektoren kosten etwa 350 bis 800 Euro pro Quadratmeter. Die Kosten für eine gesamte Anlage schwanken stark und hängen von dem Einsatzzweck, die Größe und dem Anbieter ab. Soll sie nur Warmwasser erzeugen, kostet eine Solarthermie etwa 3.000 bis 6.000 Euro, eine Heizungsunterstützung kostet 7.000 bis 10.000 Euro. Solarthermie sowohl für Warmwasser als auch Heizung kostet zwischen 7.000 und 17.000 Euro. Alle Varianten werden mit 30 bis 70 Prozent gefördert (Quelle: KfW). Zusätzlich kannst du einen zinsgünstigen Kredit bekommen.
• Wärmepumpe: Die Kombination aus einer 10-kWp-Photovoltaikanlage und einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eine größere Investition. Für ein Luft-Wasser-System musst du mit Kosten zwischen etwa 20.000 Euro und 63.000 Euro rechnen, wie die Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz ermittelte. Im Median lag der Preis bei 35.000 Euro. Eine Studie von CO2Online kam für Neubauten auf einen Durchschnittspreis von 16.900 Euro. Jedoch musst du nicht den vollen Betrag zahlen, sondern kannst eine staatliche Förderung von 30 bis 70 Prozent erhalten, maximal aber 21.000 Euro. Hinzu kommen dann noch die Kosten für die PV-Anlage. Für 10 kWp Leistung inklusive 10-kWh-Speicher musst du etwa 9.500 bis 20.000 Euro einkalkulieren.
• Stromdirektheizung: Eine Stromdirektheizung mit Infrarotpaneelen ist in der Anschaffung am günstigsten. Die Paneele selbst kosten nur wenige hundert Euro pro Stück und selbst Händler wie Amazon und Otto führen sie in ihren Online-Shops. Die Heizungen kannst du dann über Schuko-Steckdosen selbst anschließen. Auch Heizstäbe bekommst du bereits für 300 bis 700 Euro – abhängig von der Leistung. Allerdings benötigen sie noch einen Pufferspeicher und ein Fachbetrieb sollte sie einbauen. Das verursacht je nach Volumen und Stundensatz zusätzliche Kosten von 1.500 bis 4.000 Euro. Die Hauptinvestition bleibt bei der Direktheizung die PV-Anlage, die für ein Einfamilienhaus bei etwa 9.500 bis 20.000 Euro inklusive Stromspeicher liegt.
• PVT-Anlage: Die Hybridsolaranlagen sind vergleichsweise teuer, da sie viele Komponenten und eine aufwändige Installation erfordern. Fachleute geben an, dass PVT-Kollektoren in etwa doppelt so viel kosten können wie reine PV-Module – also für ein Einfamilienhaus grob zwischen 20.000 und 40.000 Euro. Die Kosten für eine Wärmepumpe kommen noch dazu. Allerdings sind PVT-Anlagen mit 30 bis 70 Prozent förderfähig.

Tipp: Eine Energieberatung hilft herauszufinden, welche klimaschonende Heizungsart sich für dein Haus eignet. Denn speziell beim Umstieg von fossilen Heizungen gibt es einige Fallstricke. Wir empfehlen deshalb, frühzeitig eine unabhängige Energieberatung hinzuzuziehen. So kannst du zum Beispiel weitere Sanierungsmaßnahmen erkennen oder die optimale Leistung einer Wärmepumpe ermitteln lassen. Informiere dich am besten auch vorab zu deinen persönlichen Fördermöglichkeiten. 

👉 Wichtig: Qualifiziert für die staatlichen Förderprogramme sind nur Energieberater:innen auf der offiziellen Liste für Energieeffizienz-Experten. 

Um schnell und unkompliziert passende Angebote zu erhalten, kannst du deine Adresse und Telefonnummer bei Portalen wie Enter hinterlassen. Dort bekommst du unverbindlich Vorschläge für zertifizierte Energieberater:innen vermittelt. 

Kann man ausschließlich mit Solarenergie heizen?

Eine Heizung benötigt man vor allem im Winter, daher sollte eine Solarheizung auch in den kalten Monaten durchlaufen. Allerdings gibt es dabei ein Problem: Eine Solaranlage – egal ob Solarthermie oder Photovoltaik – produziert im Winter am wenigsten Energie. Also genau dann, wenn der Heizbedarf am größten ist.

Diese Winterlücke macht eine hundertprozentige Selbstversorgung für ein durchschnittliches Einfamilienhaus praktisch unmöglich. Selbst sehr große PV-Anlagen und Batteriespeicher können die dunklen und kalten Monate kaum überbrücken. Das Ziel einer Solarheizung ist daher nicht die völlige Autarkie, sondern eine maximale Reduzierung der Heizkosten und ein hoher Grad an Unabhängigkeit über das gesamte Jahr betrachtet. Im Frühling, Sommer und Herbst kannst du deinen Bedarf oft vollständig decken.

Wenn es dir aber darum geht, CO2-neutral zu heizen, kannst du zu einem Ökostromanbieter (beispielsweise aus unserem Ökostrom-Vergleich) wechseln. So läuft dann deine Wärmepumpe oder Stromdirektheizung das ganze Jahr über sauber.  

Vor- und Nachteile von Solarheizungen

👍 Vorteile

• Umweltfreundlich: Die Solarheizung nutzt Sonnenenergie und reduziert dadurch den Ausstoß von klimaschädlichen Treibhausgasen wie CO2.
• Langfristige Kostenersparnis: Obwohl die Anschaffungskosten relativ hoch sein können, sparst du durch den kostenlosen Sonnenstrom bei den laufenden Heizkosten erheblich.
• Unabhängiger von Preisschwankungen: Eine Solarheizung macht deinen Haushalt unabhängiger von schwankenden Öl- und Gaspreisen, den internationalen Energiekrisen und dem steigenden CO2-Preis.
• Geringer Wartungsaufwand: Moderne Solaranlagen sind robust gebaut und benötigen maximal eine jährliche Kontrolle, was die laufenden Betriebskosten niedrig hält.
• Lange Lebensdauer: Solarthermieanlagen haben eine Lebensdauer von etwa 20 bis 30 Jahren, Photovoltaikanlagen können über 30 Jahre lang Strom produzieren.
• Wertsteigerung der Immobilie: Eine umweltfreundliche Heiztechnik kann den Marktwert eines Hauses erhöhen und ist ein Pluspunkt beim Verkauf.
• Kombinierbarkeit mit anderen Heizsystemen: Solarheizungen lassen sich gut mit herkömmlichen Heizsystemen wie Gas- oder Pelletheizungen kombinieren.

👎 Nachteile

• Hohe Anschaffungskosten: Die Investition in eine Solarheizung kann trotz Förderung mehrere tausend bis zehntausende Euro betragen (abhängig von dem gewählten Heizsystem).
• Wetterabhängigkeit: Die Effizienz der Anlage hängt stark vom Wetter und der Sonneneinstrahlung ab. Bei schlechtem Wetter oder im Winter liefert sie deutlich weniger Energie. Wärmepumpen können jedoch im Winter mit Netzstrom laufen und heizen zuverlässig auch bei Minustemperaturen.
• Begrenzter Deckungsanteil: Eine Solarthermie-Anlage kann nur einen Teil des Wärmebedarfs abdecken. Im Winter benötigst du daher noch ein weiteres Heizsystem oder du setzt gleich auf eine Wärmepumpe.
• Zusätzlicher Platzbedarf im Haus: Für den Pufferspeicher und ggf. Batteriespeicher wird zusätzlicher Raum im Haus benötigt, was in kleinen Gebäuden schwierig sein kann.

Fazit

Unter dem Begriff Solarheizung tummeln sich verschiedene Heizsysteme. Sie kosten nicht nur unterschiedlich viel, sondern funktionieren auch jeweils anders. Die Solarthermie ist vergleichsweise günstig, kann aber das Haus nicht allein heizen. Eine PV-Anlage in Kombination mit einer Infrarotheizung ist nur im top-energieeffizienten Neubau eine Überlegung wert.

Trotz der hohen Investitionskosten empfehlen wir die Wärmepumpe in Kombination mit einer PV-Anlage. Die Kombination arbeitet nicht nur am effizientesten, den überschüssigen Strom kannst du zusätzlich für andere Geräte im Haushalt nutzen. Zudem bleibt im Winter die Heizungsanlage nicht kalt, da die Wärmepumpe auch mit Netzstrom funktioniert, falls die Solaranlage gerade zu wenig liefert. Passende Öko-Stromtarife und dynamische Tarife sorgen zusätzlich dafür, dass die Heizung weiterhin CO2-neutral läuft und die Betriebskosten gering bleiben.

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