Ähnlich wie bei der Photovoltaik, werden bei der Solarthermie Solarplatten auf dem Hausdach befestigt. Diese Solarkollektoren fangen die Strahlungsenergie der Sonne ein und leiten sie anschließend ins Hausinnere weiter. Im Gegensatz zu den Solarpanels der Photovoltaik, befindet sich in den Solarthermiekollektoren eine Wärmeträgerflüssigkeit, die die Sonnenenergie absorbiert.

An die Solarkollektoren auf dem Dach ist ein Rohrkreislauf angeschlossen, über den die erwärmte Flüssigkeit bis zum Wärmespeicher gelangt. In der Regel steht dieser Wärmespeicher in der Nähe der Zentralheizung des Hauses, damit die Wege kurz und effizient sind. Um die Speicherung der Wärme zu gewährleisten, findet im Speicher anschließend eine Art Wärmetausch statt.

Kaltes Wasser aus dem Rohrsystem gelangt ins innere des Speichers und wird dort von der Thermieflüssigkeit erhitzt. Die abgekühlte Thermieflüssigkeit fließt dann wieder zu den Kollektoren, um erneut erwärmt zu werden. Dieser Wärmetausch ist eines der wichtigsten Schritte der Solarthermie. Denn nur so kann die gespeicherte Wärme zur Erwärmung des Trink- und Badewassers oder als Unterstützung der Heizung genutzt werden.

Vom Wärmespeicher aus gelangt das Warmwasser durch eine Pumpe an alle Orte, wo es benötigt wird. Eingesetzt wird das Wasser in den Heizungen, in den Spül- und Waschmaschinen sowie in allen Wasserhähnen zum Waschen, Baden und Duschen.

Je nachdem, ob Sie die gewonnen Wärme ausschließliche für die Wassererwärmung oder als Unterstützung für die Heizung verwenden möchten, gibt es unterschiedliche Thermie- und Röhrensysteme. Hybridsysteme wie bei der BestPrimeEnergy sind hier besonders nützlich, da sie eine Kombination beider Anwendungen ermöglichen und Sie so mehr Energie aus der Solaranlage gewinnen.

Durch die niedrigen Anschaffungskosten, den geringen Installationsaufwand und die kleine Aufstellfläche, gehören Luft-Wasser-Wärmepumpen nicht nur in Neubauten zu einer attraktiven Heizvariante. Auch bei der Heizungsmodernisierung in Bestandsgebäuden eignen sich die Luft-Wasser-Wärmepumpen, sofern das Gebäude über eine gute Wärmedämmung verfügt.

Funktionsweise

Über einen Ventilator wird die Umgebungsluft angesaugt und dem Verdampfer der Wärmepumpe zugeführt. Hier wird die vorhandene Wärme an ein Kältemittel abgegeben und mit Hilfe von Druck verdichtet, was einen weiteren Temperaturanstieg zur Folge hat. Über den Wärmetauscher wird diese Wärme dann an den Wasserkreislauf der Heizung abgegeben, während das zwar nun abgekühlte, aber immer noch unter Hochdruck stehende Kältemittel durch das Expansionsventil entspannt wird.

Betriebsarten

Der Betrieb kann entweder in Verbindung mit Flächenheizungen oder als Ergänzung zur Öl- oder Gasheizung erfolgen, wobei die Wärmepumpe sowohl die Warmwasserbereitung, als auch die Heizleistung übernimmt. Spezielle Modelle sind zudem für den ausschließlich zum beheizen des Wasserkreislaufs erhältlich, die Heizungswärme wird bei dieser Variante durch eine andere Energiequelle erzeugt.

Aufstellungsarten

Einer der großen Vorteile einer Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt in der flexiblen Aufstellung. Denn bei geringem Platzangebot im Inneren ist eine Außenaufstellung der Wärmepumpe möglich. Bei der Innenaufstellung wird in der Regel auf den unbeheizten Kellerraum zurückgegriffen, um Kondensatbildung weitestgehend zu vermeiden. Damit die Anlage effektiv arbeiten kann und ein thermischer Kurzschluss durch Ansaugen der abgegebenen Luft vermieden wird, muss zwischen Zu- und Abluftöffnung ein gewisser Mindestabstand eingehalten werden. Idealerweise wird die Anlage in einer Kellerecke installiert, sodass die beiden Kanäle orthogonal voneinander arbeiten können. Bei der Splitvariante kann durch das getrennte Aufstellen von Wärmepumpe (im Inneren) und Verdampfer (im Außenbereich) eine Kosten- und Geräuschreduktion erreicht werden.

Vorteile

Da bei der Installation der Luft-Wasser-Wärmepumpe die Erschließungskosten für teure Grab- und Bohrarbeiten entfallen, sind die Investitionskosten im Vergleich zu anderen Wärmepumpensystemen relativ gering. Genehmigungsverfahren entfallen gänzlich. Der geringe Platzbedarf für das Aufstellen der Technik macht die Luft-Wasser-Wärmepumpe ebenfalls zu einer interessanten Alternative.

Als Heizung hat sie dabei einen großen Vorteil: Die verwendete Wärmequelle Luft ist unendlich, CO2 neutral und steht jederzeit kostenlos zur Verfügung. Das bedeutet einen umweltfreundlichen Betrieb sowie geringe laufende Kosten für den Heizungsbesitzer.

Nachteile

Nachteilig sind bei dieser Energiequelle die unkonstanten Temperaturen der Luft. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen, etwa in sehr kalten Wintern, ist die Effektivität der Luft-Wasser-Wärmepumpe herabgesetzt. Dadurch wird eine elektrische Zuheizung nötig, was die Energiekosten erhöht. Das Maß für die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe ist die sogenannte Jahresarbeitszahl. Diese sollte mindestens 4 betragen. Der Ventilator, der die Luft ansaugt, kann bei ungünstiger Aufstellung zur Lärmbelästigung führen. Deshalb muss der Aufstellort besonders sorgfältig ausgewählt werden.

Fazit

Luft-Wasser-Wärmepumpen sind im Vergleich zu anderen Systemen eine preiswerte Alternative. Durch die niedrigen Erschließungs- und Installationskosten sind sie deshalb gut für den nachträglichen Einbau im Rahmen einer Modernisierung geeignet.

Sinn und Zweck eines Batteriespeichers ist es, den Solarstrom tagsüber für den Abend und die Nacht zu speichern. Richtig dimensioniert ist die Batterie, wenn sie den durchschnittlichen Stromverbrauch zwischen abends und morgens abdeckt. Wer beispielsweise im Jahr 3.600 Kilowattstunden Strom pro Jahr verbraucht, für den wäre grob geschätzt ein Speicher von bis zu 5 Kilowattstunden Kapazität richtig dimensioniert: 3.600 kWh / 365 / 2. 

In der Praxis werden häufig viel zu große Speicher installiert, was dazu führt, dass der Ladezustand der Batterie zwischen halb voll und voll schwankt. Dieser hohe Ladezustand beschleunigt die Alterung der Batterie, die ungenutzte Kapazität kostet unnötig Geld und verschwendet Rohstoffe und Ressourcen, die bei der Produktion des Speichers aufgewendet werden. Ein richtig ausgelegter Speicher führt zu einem deutlich höheren Eigenverbrauch des Solarstroms. Ist der Speicher deutlich größer, kann der Eigenverbrauch durch die Vergrößerung nur wenig gesteigert werden.

Deshalb empfiehlt die Verbraucherzentrale als Richtwert für die Speichergröße etwa 1 Kilowattstunde Batteriekapazität pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch. Bei kleinen Photovoltaikanlagen sollte außerdem die Speicherkapazität der Batterie in Kilowattstunden nicht viel größer sein als die Leistung der Photovoltaikanlage in Kilowatt. Für einen Haushalt mit einer 5 kWp-PV-Anlage und einem Jahresstromverbrauch von 5.000 kWh wäre also ein Speicher von rund 5 kWh ideal.

Die Montage einer Photovoltaik-Anlage unterliegt Normen und Vorschriften, um einen einwandfreien und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Zudem erfordern die jeweiligen Dachkonstruktionen von Schräg- und Flachdächern unterschiedliche Montagearten. Unser Professionelles Montage Team weiß genau auf welche Besonderheiten bei der Photovoltaik-Montage in rechtlicher als auch technischer Hinsicht geachtet werden muss.