Im Jahr 2003 begann der Maschinenbautechniker Gerhard Reis an seinem eigenen Haus und an den Objekten in seinem Familienumfeld mit Investitionen zur Energieeinsparung. Jetzt steht ein Relaunch der Heiztechnik in seinem Haus an. Mit dieser Anfrage dazu hat sich Gerhard Reis an das Redaktionsteam des Solarthermie-Jahrbuchs gewandt:

Flachkollektoren durch Röhrenkollektoren ersetzen

Unser Wohnhaus steht genau in West/Ost-Richtung. Die Westseite ist bereits seit 15 Jahren mit vier Flachkollektoren belegt. Jetzt läuft bei mir ein Projekt “weg vom Heizöl” und ich überlege mir, was bringt diese Solarthermie mehr an Leistung, wenn ich durch Aufständerung die Neigung von jetzt 30 Grad Schräge auf 45 Grad Schräge ändere und gleichzeitig die Flachmodule gegen Röhrenkollektoren austausche?

Gleichzeitig tragen auch hohe Bäume durch ihre Schattenwirkung zur Ertragsminderung bei. Aber das schlimmste ist halt, dass von November bis Januar und auch im Februar nahezu nie die Sonne scheint. Und ohne Sonnenstrahlen hat es die Solarthermie genauso schwer Erträge zu generieren wie die PV-Module. In diesem Jahr kam die Sonnenscheindauer erst Ende März zur Wirkung. In den vergangenen Jahren musste auch im Sommer, bei einer Reihe von wolkenverhangenem Tagen trotz bivalentem 350 Liter großen Brauchwasserspeicher immer mal wieder per Ölheizkessel nachgeheizt werden.

Würden Sie an eine mindestens 30 Prozent Steigerung im Winterhalbjahr glauben, wenn wir hier auf der Westseite auf 45 Grad aufständern und die Flachmodule gegen Röhrenkollektoren tauschen würden?

Auf der Ostseite dieses Daches ist eine weitere PV–Anlage mit ca. 5,5 Kilowatt Leistung vorgesehen. Mit dann insgesamt ca. 11 Kilowatt Leistung soll eine Wärmepumpe bei Außentemperaturen von mehr als 5 Grad Celsius helfen, den Gasverbrauch bei dem neu angeschafften Gas-Brennwert-Heizkessel zu reduzieren. Anstelle des neu anzuschaffenden Gas-Brennwert-Heizkessels hätte ich lieber in eine Pelletsheizung investiert, aber bei den schmalen Reihenhausstraßen in unserem Baugebiet, lehnen alle Pelletslieferanten eine Belieferung mit Pellets ab.

Anwort der Redaktionsteams: Umbauen der Solarthermie kann sich lohnen

Auf die Frage unseres Lesers Gerhard Reis antwortet Jens-Peter Meyer, der sich als Journalist seit vielen Jahren mit Solarwärme-Anlagen beschäftigt und auch selbst eine Solarwärme-Anlage betreibt.

Aufständerung beim Westdach

Eine Aufständerung von 30 auf 45 Grad Schräge bringt in Ihrem Fall nichts. Im Gegenteil: Bei einer nach Westen ausgerichteten Solaranlage müssen Sie durch das Umbauen der Solarthermie sogar von Ertragseinbußen ausgehen. Der steilere Kollektor bringt im Winter nur bei Südausrichtung Mehrertrag.

Austausch von Flachkollektoren durch Vakuumröhren

Wenn Ihre Flachkollektoren nach 15 Jahren noch immer gut funktionieren, würde ich Ihnen von einem Austausch durch Vakuumröhrenkollektoren abraten. Leider ist es nun mal so, wie Sie ja auch erwähnt haben: Wenn die Sonne nicht scheint, bringt auch der beste Kollektor nichts. Ich selbst habe Vakuumröhren und kriege mit denen im Dezember und Januar praktisch keinen Ertrag (wobei meine Kollektoren aber auch zu flach für den Winter liegen). Meine Recherche hat ergeben, dass auch Forschungsergebnisse bestätigen, dass Vakuumröhren nicht viel mehr Ertrag im Winter als Flachkollektoren bringen. Die bessere Isolierung wird durch Effekte wie häufigeres Einschneien teilweise aufgewogen. Meiner Erfahrung nach bringen Vakuumröhren eher im Sommer etwas, wenn der Speicher schon sehr heiß (über 80 Grad Celsius) ist.

Wärmespeicher in den Blick nehmen

Mich wundert, dass Sie im Sommer den Ölkessel gebraucht haben. Bei vier Flachkollektoren sollte genug Wärme von der Sonne hereinkommen. Mir scheint Ihr Speicher zu klein zu sein. Stellen Sie im Sommer häufig Stagnation fest? Dann wäre das ein Hinweis auf einen zu kleinen Speicher.

Ich habe 600 Liter bei einer kleineren Anlage und habe in sechs Jahren von Mitte März bis Anfang Oktober nie den Gaskessel benötigt. Es handelt sich aber auch, um eine Heizungsunterstützung. Daher kann mein Speicher bis 90 Grad Celsius heiß werden. Ich nehme an, Ihr bivalenter Brauchwasserspeicher ist auf 60 Grad Celsius begrenzt.

Sie sollten also beim Umbauen der Solarthermie über einen größeren Speicher (oder einen zweiten als Ergänzung) nachdenken, eventuell auch mit Heizungsunterstützung, denn dafür ist Ihre Kollektorleistung eigentlich groß genug (auch wenn die Westausrichtung nachteilig ist). 600 Liter müssten passen. Eine gute Schichtung im Speicher wäre sinnvoll, damit bei wenig Solareinstrahlung nur gezielt der Warmwasserbereich aufgeheizt wird. Wenn kein Platz vorhanden ist, wäre ein gut gedämmter Pufferspeicher (mit Frischwasserstation) mit 350 bis 400 Liter Inhalt eventuell eine Lösung, denn der kann auf 90 °C aufgeheizt werden und damit im Sommer länger Wärme vorhalten.

Kollektorleistung durch Umbauen der Solarthermie erhöhen

Ich glaube nicht, wie oben beschrieben, dass Sie 30 Prozent Mehrertrag mit Vakuumröhren herausholen könnten. Für mehr Ertrag braucht es einfach mehr Kollektorfläche. Wenn Sie aber weitere vier Flachkollektoren auf der Ostseite installierten, würde sich Ihr Ertrag im Winter fast verdoppeln. Das wäre auch billiger als eine neue Anlage mit Vakuumröhrenkollektoren. Einschränkend muss aber gesagt werden: Bei einer solchen Erweiterung bräuchten Sie zwingend einen größeren, gut gedämmten Speicher mit entsprechenden Mehrkosten. Dennoch: Auch eine Verdopplung des Winterertrages bringt im Dezember und Januar nicht viel, wenn die Sonne nicht scheint. Mit einer solchen Erweiterung würden Sie eher in den Monaten März, April und Oktober Gas einsparen.

Gerhard Reis hat darauf geantwortet: „Stagnationsprobleme hatten wir nie. Aber da ich mit dieser kleinen Anlage keinerlei Monitoring hatte, weiß man am Ende doch nicht, was so über den Sommer alles nicht so gut lief.“ Er plant einen neuen Schichtenspeicher mit ca. 600 alternativ 1000 Liter Inhalt. In seinem komplett neu geplanten Heizungskonzept soll der neue Gas-Brennwert-Heizkessel die Heizlast nur bei Tagen unter +5 Grad Celsius Außentemperatur abdecken.  Eine Wärmepumpe soll nur bei Außentemperaturen von mehr als +5 Grad Celsius laufen. Wir sind gespannt, zu welchen Ergebnissen das neue Heizkonzept und das Umbauen der Solarthermie führt.

Wenn Sie auch eine Praxisfrage zur Solarthermie haben, können Sie sich an das Redaktionsteam des Solarthermie-Jahrbuchs unter wenden. Wir helfen gern mit Tipps weiter, können aber keine Vor-Ort-Beratung durch Fachleute ersetzen.

Diesen Beitrag hat das Redaktionsteam des Solarthermie-Jahrbuchs verfasst.