Nachdem meine low-cost-Eigenbau-Solaranlage nun schon seit über einem Jahr läuft, ist es Zeit für ein erstes Fazit, eine kurze Beschreibung der Anlage und eine Erklärung, warum meine Anlage ausgerechnet so aussieht.

Zuerst möchte ich die am meisten gestellten Fragen beantworten. Auf dem Dach habe ich 4,9 m² Röhrenkollektoren (Heat-Pipes) montiert, alles zusammen hat mich 1.100 € gekostet, die BAFA-Förderung von 410 € ist dabei schon berücksichtigt.

Auf die Antwort, dass ich Röhrenkollektoren montiert habe folgt oft der Nachsatz, dass diese ja leistungsfähiger seien. Dies stimmt nur zum Teil, je nachdem aus welcher Sicht man es sieht. Daher etwas grundsätzliches über die Eigenschaften von Röhren- und Flachkollektoren:

Zuerst zwei wichtige Begriffe: Bei den Kollektoren wird immer die Bruttofläche angegeben, getreu dem Motto, dass mehr besser ist. Die strahlungsaufnehmende Fläche, und nur dort wird die Wärme erzeugt, wird Apertur genannt. Bei den Röhrenkollektoren ist dies der Außendurchmesser der Röhren, bei den Flachkollektoren die Abmessungen innerhalb des Rahmens. Daher kommt es, dass Röhrenkollektoren im Schnitt etwa 60 % Nettofläche haben, Flachkollektoren  hingegen etwa 90 %. Somit bekommt man mit Flachkollektoren auf der gleichen Fläche etwa 50 % mehr aktive Aperturfläche unter.

Die veröffentlichten Testergebnisse, z. B. vom Fraunhofer-Institut oder dem TÜV, werden alle auf die Aperturfläche bezogen. Die Röhren schneiden dabei aber nicht so viel besser ab, dass der Nachteil durch die geringere Fläche auch nur ansatzweise ausgeglichen wird. Diese Aussage gilt nicht für die sogenannten CPC-Kollektoren und den U-Pipes. Bei ersteren ist unter den Röhren ein gebogener Reflektor angebracht, der auch zur Aperturfläche zählt, so dass ein Teil der Strahlung, der an der Röhre vorbei geht, wieder zu dieser reflektiert wird. Bei den U-Pipes befindet sich in der Röhre ein U-förmiges Rohr, das direkt durchströmt wird. Es wird also nicht ein Kältemittel verdampft wie bei den heat-pipes, sonder die Wärme direkt an das Wärmeträgermedium abgegeben.

So einfach ist die pauschale Aussage widerlegt, dass bei wenig Platz auf dem Dach Röhrenkollektoren einzusetzen sind.

Röhrenkollektoren sind besser gedämmt als Flachkollektoren, da der Absorber in einer doppelwandigen, evakuierten Glasröhre steckt, ähnlich einer Thermoskanne. Der Vorteil ist natürlich ein geringerer Wärmeverlust im Sommer wie im Winter, aber falls Schnee auf den Kollektoren liegt, taut dieser dafür auch langsamer wieder ab. Nachdem mein Dach ohne weiteres begehbar ist, habe ich im Winter wenige Male mit einem Besen nachgeholfen.

Heat-pipes kommen i. d. R. in Einzelteilen an, Flachkollektoren dagegen grundsätzlich nur im Ganzen. Ein klares Plus für die Röhren, wenn man als Selberschrauber keinen Autokran zur Hand hat.

Bei den Preisen gibt es folgende Tendenz: Markenkollektoren sind oft unangemessen teuer, No-name Produkte entsprechend preisgünstiger und viele davon kommen trotzdem aus der gleichen Fabrik, was viele Hersteller natürlich abstreiten. Daher ist es unsinnig abwertend über China-Kollektoren zu urteilen. China ist mit Abstand der weltweit größte Produzent von Röhren und diese werden im eigenen Land anteilig sogar häufiger eingesetzt als bei uns. Ein Blick in die BAFA-Liste (als es die noch gab) und die entsprechenden Prüfergebnisse der Institute belegt, dass ein großer Teil aller zugelassenen Kollektoren eindeutig allein auf Grund des Namens dem asiatischen Raum zuzuordnen sind. Auch meine Kollektoren stammen aus China.

Weil wir gerade bei den Preisen sind: Ich habe die Solaranlage nicht in erster Linie aus wirtschaftlichen Überlegungen, sondern aus ökologischen und grundsätzlichen Beweg- und Überzeugungsgründen angeschafft. Aus meiner Sicht verstehe ich die ständige Fragerei nach der Wirtschaftlichkeit von vielen Leuten nicht. All zu oft wird viel Geld in andere Dinge gesteckt, so dass für erneuerbare Energien nichts mehr übrig bleibt. Mein beliebtestes Beispiel sind Alu-Felgen für`s Auto, die edle Ledercouch oder eine Enbauküche für 50.000 €. Kosten nur, sind schön anzusehen und sparen leider keine einzige kWh. Mit Solarthermie ist das anders und es wird zudem ein positives Zeichen gesetzt.

Gerade jetzt, wo im Golf von Mexico eine nicht versiegen wollende Quelle Unmengen an Erdöl ausgegossen hat , ist es Zeit auf die Kraft der Sonne zu setzen. Auch wenn der Unglücksort nicht vor unserer Haustüre liegt, so trägt auch unser Energieverbrauch dazu bei, dass immer gefährlichere Ölvorkommen erschlossen werden und durch profitgierige Unternehmen unter Missachtung der möglichen Sicherheitsvorkehrungen ausgebeutet werden, unterstützt oder zumindest nicht verhindert durch eine von Lobbyisten durchsetzte Politik.

Durch meine Anlage rechne ich mit einer Einsparung von etwa 150 Liter Heizöl pro Jahr. Ausgehend von einem tagesaktuellen Preis von 65 ct. je Liter, einer Preissteigerung von nur 5 % p. a. hat sich mein finanzieller Aufwand nach 9 Jahren gelohnt, ohne dass mögliche Kapitalerträge angerechnet wurden. Bei einer eher realistischen Preissteigerung von 10 % erreiche ich diesen Punkt schon nach 7 Jahren. Beides sind überschaubare Zeiträume, bei denen man von einer wirtschaftlich sinnvollen Entscheidung sprechen kann.

150 Liter pro Jahr sind nicht besonders viel, bezogen auf den durch die vorangegangenen Maßnahmen bereits um fast 50 % reduzierten Bedarf, entspricht das immerhin etwa 8 % des verbleibenden Jahres-Brennstoffverbrauches. Die Einsparung an der Anlagentechnik durch geringeren Verschleiß durch etwa 200 weniger Starts könnte man noch mit einrechnen.

Tatsächlich wurden im ersten Jahr lediglich etwa 100 Liter eingespart. Schuld daran ist die Sonne auf zweierlei Arten: In den vergangenen 12 Monaten (Juli 2009 bis Juni 2010) hatten wir 170 Stunden weniger Sonne als im Durchschnitt der letzten 10 Jahre. Das entspricht fast 10 % der Jahresstunden. Besonders schlecht waren der Januar 2010 mit minus 60 %, der Mai 2010 mit minus 49 % und der Juni 2010 mit minus 20 %., was zwar nicht ganz so schlimm klingt, aber es waren immerhin 8 Tage gänzlich ohne Sonne. Als Folge davon fiel nicht nur die Ernte über die Solaranlage geringer aus, sondern auch die passiven solaren Wärmegewinnen fehlten dem Haus in nennenswertem Umfang und mussten über die Heizung kompensiert werden.

An mein Anlagenkonzept stellte ich den Anspruch, dass es möglichst kostengünstig und erweiterbar für einen größeren Anteil an Heizungsunterstützung sein sollte. Einer der Bausteine war, dass ich auf einen eigenen Solekreislauf verzichten wollte, um den erst 3 Jahre alten Warmwasserspeicher mit nur einem Wärmetauscher weiter verwenden zu können. Folglich arbeitet die Anlage mit Heizungswasser. Dadurch wurde neben dem Solarspeicher auch die Solarpumpe und die Solarflüssigkeit eingespart.

Wegen des Betriebes mit Heizungswasser muss eine aktive Frostschutzlösung erfolgen. Die Geometrie des Hauses ermöglichte eine Leitungsverlegung bis unmittelbar zu den Kollektoren im warmen Bereich. Auf der Vorlaufseite geht es sofort wieder in das Haus, der Rücklauf ist hinter dem Kollektor geführt und nur um etwa 2,5 bis 3 Meter länger. Somit konnte die im Freien befindliche Wassermenge minimiert werden. Der Kollektor selbst hat den wasserführenden Teil nur im Sammler, der bestens gedämmt ist.

Wird am Vorlauffühler eine bestimmte Temperatur unterschritten (im letzten Winter waren + 2 °C eingestellt) startet die Pumpe und schaltet bei 4 °C wieder ab. Wegen der Trägheit des Kollektorfühlers werden aber tatsächlich ca. 10 °C erreicht. Dass hier nicht mit Unmengen von Energie der Kollektor frostfrei gehalten wird, ist messtechnisch leicht zu kontrollieren. Am kältesten Tag des Winters mit einer Durchschnittstemperatur von minus 10,5 °C, dem 19.12.2009,  wurden nur 0,3 kWh Energie aufgewendet. Die Kosten hierfür betragen lediglich 2 ct.

Das nachfolgende Diagramm zeigt den Verlauf der Außentemperatur (die unterste Linie), die Kollektortemperatur (in der Mitte, jeder Zacken entspricht einer Frostfreihaltung) sowie die Strahlung (in 10 W/m²). Man erkennt daran, dass tagsüber die natürliche Strahlung ausreichte um frostfrei zu bleiben. Dieser Effekt tritt auch bei weniger Strahlung ein.


  Grafik Winsol 19.12.09


Es soll nicht verschwiegen werden, dass ein gewisses Restrisiko besteht. Es könnte der Strom ausfallen (im Landkreis München herrscht jedoch eine fast 100 %ige Versorgungssicherheit), die Pumpe könnte kaputt gehen oder die Regelung versagen. Wenn dann wirklich das Wasser gefrieren sollte, wird es sich ausdehnen. Als Sollbruchstelle für den Fall der Fälle wird von einem Systemhersteller die Verschraubung des Wellrohres genannt. Das ist für mich plausibel und nachvollziehbar.

Der Stromverbrauch der Anlage hält sich absolut in Grenzen. Dieser beträgt durch die drehzahlvariable Ansteuerung der Solarpumpe im Hochsommer bei ausschließlicher Warmwasserbereitung über die Solaranlage lediglich 15 kWh pro Monat. Dies sind nur 3 € an Stromkosten.

Die Funktion der Anlage entnimmt man am besten dem Schema, das den Live-Daten hinterlegt ist. Die vorhandene Ladeleitung für den WW-Speicher wurde aufgetrennt und ein Umschaltventil eingesetzt. Steht eine ausreichend hohe Temperatur am Kollektor an, wird das Heizungswasser über diesen in den Speicher gepumpt. Der Rücklauf geht über den Kessel wieder zur Pumpe. Durch diese Variante wurde nicht nur ein eigener Kollektorkreis eingespart, die Pumpe hat eine Doppelfunktion als Warmwasserlade- und Solarpumpe.

Das Umschaltventil an der Saugseite der Pumpe ist eine Option für die Kesselumgehung, aber noch nicht vorhanden. Es stellte sich heraus, dass durch den großen Wasserinhalt des Kessels der Rücklauftemperaturanstieg mit einer Stunde Zeitverzögerung nachhinkt. Kann der Kessel umgangen werden, erwärmt sich der Solarkreis entsprechend schneller, was besonders an Tagen mit nur wenig Sonne hilfreich sein könnte. Leider sind die Platzverhältnisse sehr beengt, so dass ich den Aufwand bisher scheue.

Dadurch dass der Rücklauf des WW-Speichers in den Kessel geführt wird, ist eine Heizungsunterstützung für die Übergangszeit gegeben. An einem schönen Frühlings- bzw. Herbsttag erreicht der Kessel Temperaturen von weit mehr als 50 °C, so dass der erste Brennerstart eingespart wird.

Mit der Solaranlage wird aber nicht nur Heizöl eingespart, sondern auch Strom. Bei uns sind die Wasch- und die Geschirrspülmaschine an das warme Wasser angeschlossen, so dass wir nun beim Geschirrspüler 1/3 und bei der Waschmaschine sogar 2/3 der elektrischen Energie einsparen.

Als Fazit kann geagt werden, dass ich die Anlage jederzeit wieder so bauen würde. Lediglich das senkrechte Edelstahlwellrohr im Kamin würde ich wahrscheinlich durch ein starres Rohr ersetzen. Besonders begeistert bin ich von der Regelung mit der Datenloggerfunktion. Nur wenn man weis, wie sich die Anlage verhält ist eine echte Optimierung möglich.