Egal, ob es sich bei einem Haus um einen Alt- oder Neubau handelt: Der Energieverbrauch ist immer ein zentrales Thema. Mit dem absehbaren Mangel an fossilen Energieträgern ist bereits in naher Zukunft mit einem spürbaren Anstieg sowohl der Heiz- als auch der Strom- und Warmwasserkosten zu rechnen. Bei einem neuen Haus ist daher die Errichtung eines Niedrigenergie- oder sogar Passivhauses ein häufiger Wunsch von Bauherren. Solarthermie- und Fotovoltaikanlagen sind dabei ein wichtiger Bestandteil eines ausgewogenen Energiekonzepts für Ihr Haus.
Solarthermie-Anlagen
Solarthermie-Anlagen erzeugen aus Sonnenlicht Wärme, die dann für Warmwasser sowie das Beheizen des Gebäudes als Unterstützung Ihrer Heizungsanlage eingesetzt wird. Sie bestehen aus einem Speicher, einer Steuerungs- oder Regeleinheit und dem von außen sichtbaren Kollektor. Solar-Kollektoren sollten auf Dächern mit einer südlichen Ausrichtung angebracht werden und eine Neigung von 40° haben. Eine Pumpe transportiert den flüssigen Wärmeträger, der sich durch die Sonneneinstrahlung erwärmt hat, in einen Warmwasser-Speicher. Dort wird dann die Wärme mithilfe eines Wäremtauscher an den Heizungskreislauf oder das zu erwärmende Trinkwasser abgegeben. Der nun abgekühlte Wärmeträger fließt anschließend zurück in den Kollektor, und der Kreislauf wird fortgesetzt. Bei zu wenig Sonneneinstrahlung wird der Wärmeträger durch den Heizkessel nachgewärmt.
Die Größe der für eine Solarthermie-Anlage benötigten Dachfläche richtet sich nach deren Zweck: Soll sie nur zur Warmwasser-Bereitung eingesetzt werden, werden pro Person 1-1,5 Quadratmeter Dachfläche berechnet. Wenn die Nutzung jedoch auch zur Unterstützung der Heizungsanlage dienen soll, sollten pro Person 2,5 Quadratmeter Fläche veranschlagt werden. Doch auch die Größe des Speichers ist für die Effektivität der Anlage wichtig: Bei einem 4-Personen-Haushalt kommt in der Regel bei einer Kollektorfläche von fünf Quadratmetern ein Speicher von 300 Litern zum Einsatz.
Mit einer solchen Anlage können jährlich etwa 50-60 % der für die Warmwasserbereitung benötigten Energie gespart werden. Derzeit geht man dabei von Investitionskosten (inkl. Montage) von 4.000 bis 6.000 Euro aus. Soll eine Kombi-Anlage, die zusätzlich auch die Heizungsanlage unterstützt, betrieben werden, sind 10-18 Quadratmeter Kollektorfläche auf dem Dach sowie 70-100 Liter Speichervolumen pro Quadratmeter Kollektorenfläche nötig. Für den Bau einer solchen Anlage müssen inkl. Montage etwa 8.000 bis 12.000 Euro veranschlagt werden. Das Energiesparvolumen liegt bei ca. 25 %. Solarthermie-Anlagen erhöhen den Wohnwert des Hauses, mindern die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und schonen Ressourcen. Ihre Rentabilität lässt sich nur ungefähr schätzen, weil sie unmittelbar mit der Entwicklung des Gas- und Ölpreises während der nächsten 15 bis 20 Jahre zusammenhängt.
Fotovoltaik - Anlagen
Fotovoltaik - Anlagen dienen dagegen ausschließlich der Stromerzeugung durch Sonnenlicht. Mit ihnen kann nicht nur die Stromversorgung für den eigenen Bedarf sichergestellt, sondern der überschüssige Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Auf der Basis des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) erhalten Betreiber von Fotovoltaik-Anlagen für die Dauer von 20 Jahren eine garantierte Abnahmevergütung für ihren in das Stromnetz eingespeisten Solarstrom. Wahlweise können Anlagenbetreiber auch eine Vergütung für ihren selbstgenutzten Solarstrom in Anspruch nehmen.
Für Fotovoltaik-Solarmodule werden für eine Leistung von 1 kW etwa 8-10 Quadratmeter Fläche benötigt. Mehrere Module bilden hier eine Anlage. Die Menge des produzierten Solarstroms hängt von mehreren Bedingungen ab und kann nur geschätzt werden. Hierfür spielen der Neigungswinkel und die Ausrichtung der Anlage sowie der Standort eine große Rolle. Üblicherweise wird jedoch pro installiertem Kilowatt von einer erzeugten Strommenge zwischen 700 und 1.200 kWh ausgegangen.
Fotovoltaik-Anlagen bestehen entweder aus waferbasierten Silizium- oder Dünnschichtzellen. Zurzeit haben waferbasierte Siliziumzellen den größeren Marktanteil. Sie werden mit monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen hergestellt. Die monokristallinen Zellen weisen einen höheren Wirkungsgrad auf, während die polykristallinen Zellen etwas preisgünstiger sind.
Dünnschichtzellen werden in unterschiedlichen Materialien angeboten und sind bei der Produktion hinsichtlich des Energie- als auch des Materialverbrauchs kostengünstiger, was sich auch beim Preis bemerkbar macht. Da sie außerdem sehr flexibel sind, können sie z. B. auch als Vordach oder Designelement genutzt werden.
Miniatur-Solar-Anlage im Plug and Play System
Die Photovoltaik-Anlage ist als flächendeckendes Gebilde einzelner Platten bekannt. Tatsächlich gibt es auch Produkte im Miniaturformat. Praktisch jeder Haushalt kann sich entsprechende Miniaturanlagen anschaffen. Vom Prinzip und der Art der Stromerzeugung sind sie baugleich zu ihren großen „Verwandten“. Aber wie funktioniert das Plug and Play Verfahren? Wer kann die Mini-PV-Anlagen nutzen? Und wo müssen diese aufgestellt werden? Nähere Informationen gibt es unter www.solarmodul-steckdose.de.
Auch die Miniaturanlage wird über Solarzellen betrieben. Diese fangen das Licht auf und wandeln dessen Energie in Gleichstrom um. Hier unterscheiden sich die Produkte nicht von den großen Anlagen. Ein Wechselrichter, ebenfalls im Kleinstformat, wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um. Dieser ist jetzt für den Hausgebrauch gedacht. Das Plug and Play Verfahren erlaubt eine Verbindung der Minianlage, über eine herkömmliche Steckdose, mit dem Stromnetz des Haushaltes. Wo andere Geräte Energie aus der Steckdose entnehmen, fügt die PV-Anlage Strom hinzu. Allerdings verbraucht die Haushaltselektronik, wie Kühlschrank oder Gefriertruhe, regelmäßig Energie. Der generelle Verbrauch wird somit verlangsamt. Einige Anlagen verfügen bereits über einen integrierten Akku, um Strom zu speichern, welcher später verbraucht werden kann.
Egal ob Eigentümer oder Kleinunternehmer, die Stromrechnung kann in jedem Haushalt verringert werden. Dafür muss aber genügend Sonne eingefangen werden. Dementsprechend eignen sich für den Aufbau die Hauswand, der Balkon, die Terrasse oder der Garten. Es muss natürlich die Steckverbindung an einer Steckdose erfolgen können. Bei ausreichend Sonneneinstrahlung kann die Miniaturanlage sogar im Inneren des Hauses, hinter einer Fensterfront, aufgestellt werden.