Eine Solarheizung, auch bekannt als Solarthermie, nutzt die kostenlose Energie der Sonnenstrahlung, um diese in Wärme umzuwandeln und somit zur Warmwasserbereitung oder zum Heizen von Wohnräumen zu nutzen. Allerdings ist die Sonnenstrahlung nicht das ganze Jahr über konstant, da verschiedene Faktoren wie Wolken, Bäume oder Lichteinfall Schatten werfen können.
Daher wird die Solarheizung oft in Kombination mit anderen Heizsystemen eingesetzt, wie zum Beispiel einer Gasheizung oder Wärmepumpe, um eine kontinuierliche Wärmeversorgung zu gewährleisten, selbst wenn die Sonne mal nicht scheint und nicht genug Energie für den Haushalt liefert.
Wer seinen Neu- oder Altbau mit einer Solarheizung beheizen möchte, benötigt dafür verschiedene Komponenten. Zunächst müssen Kollektoren auf dem Dach installiert werden, die in Form von Flachkollektoren, Röhrenkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren die Sonnenstrahlen auffangen und in Wärme umwandeln. Ein Rohrnetz verbindet die Kollektoren mit der gesamten Heizung und besteht aus einer Regelungs- und Sicherheitstechnik sowie einer Umwälzpumpe, die die Solarflüssigkeit zirkulieren lässt und die Wärme zum Speicher transportiert. Da die Wärme meistens dann benötigt wird, wenn die Sonne nicht scheint, muss diese in einem Pufferspeicher gespeichert werden. Je nach Einsatzgebiet der Solaranlage wird der Speicher mit Trinkwasser oder Heizungswasser befüllt.
Die Nutzung von Solarenergie zur Erzeugung von Warmwasser ist äußerst effizient. Hierbei wird die Energie ausschließlich auf den Trinkwasserspeicher übertragen, um eine konstante Wärmeversorgung zu gewährleisten. Sollte die Sonnenenergie jedoch nicht ausreichen, tritt ein zusätzlicher Wärmeerzeuger in Kraft, um das Haus mit ausreichend Wärme zu versorgen.
Eine Solarheizung zur Heizungsunterstützung hingegen nutzt die gesamte Umweltenergie und transportiert sie in einen Pufferspeicher, welcher mit Heizungswasser gefüllt ist. Durch diesen Speicher wird die Wärme zur Beheizung des Gebäudes vorbereitet. Hierbei wird jedoch nicht nur die Solaranlage genutzt, sondern auch ein zweiter Wärmeerzeuger tritt in Kraft, sobald die Energie im Speicher knapp ist. Im Vergleich zu reinen Warmwasseranlagen sind Anlagen zur Heizungsunterstützung oft größer und umfassen größere Kollektorflächen sowie einen größeren Speicher.
Photovoltaik-Heizungen nutzen die unerschöpfliche Kraft der Sonne, um Strom zu erzeugen. Um jedoch das volle Einsparpotential einer Solaranlage auszuschöpfen, ist es von großer Bedeutung, dass der Hausbesitzer so viel Strom wie möglich selbst nutzt. Daher werden Photovoltaikanlagen in der Regel mit einem Speicher ausgestattet, der die Energie der Sonne speichert und bei Bedarf abgibt.
Allerdings gibt es eine Ausnahme: Klimageräte benötigen gerade dann am meisten Strom, wenn die Sonne am stärksten scheint.
Die Komponenten einer Solaranlage sind unverzichtbar für die Umwandlung von Sonnenstrahlen in elektrische Energie. Insbesondere die Kollektoren spielen hierbei eine bedeutende Rolle. Sie ermöglichen die Umwandlung von Licht in Elektronen, welche zwischen verschiedenen Materialien wandern und somit den Stromfluss generieren.
Um den erzeugten Gleichstrom der Solaranlage nutzbar zu machen, bedarf es jedoch einer weiteren Komponente: dem Photovoltaik-Wechselrichter. Dieser wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, damit er im Haushalt genutzt werden kann.
Letztlich ist es jedoch der Stromspeicher, der den größten Nutzen bringt. Er puffert die Energie der Solaranlage, bis sie im Haushalt benötigt wird. Somit kann die erzeugte Energie effektiv genutzt werden und vorübergehende Stromausfälle können überbrückt werden.
Es ist unbedingt empfehlenswert, die kostenlose Energie der Sonne in Form von Wärme oder Strom zu nutzen. Die Sonnenenergie ist nicht nur langfristig verfügbar, sondern auch äußerst umweltfreundlich – ein wahrhaft nachhaltiger Energielieferant.
Dennoch gibt es einige Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, um sicherzustellen, dass die Anlage wirtschaftlich bleibt. Dazu gehören eine richtige Auslegung der Anlage, ausreichende globale Sonneneinstrahlung sowie eine optimale Dachausrichtung und -neigung.
Obwohl es theoretisch möglich ist, das gesamte Gebäude mit einer Solarheizung zu beheizen, ist dies in der Praxis oft nicht wirtschaftlich. Der Hauptgrund dafür ist die zeitliche Verschiebung von Angebot und Bedarf. Während im Sommer viel Sonnenenergie zur Verfügung steht, wird vor allem im Winter Heizwärme benötigt. Dieses Problem kann jedoch durch große Wärmespeicher, die in Einfamilienhäusern bis zu 10.000 Liter Fassungsvermögen haben können, ausgeglichen werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die konventionelle Heizung durch eine Solarthermie zu unterstützen. Hierbei stellt die Solaranlage thermische Energie kostenlos für die Produktion von Wärme und Warmwasser zur Verfügung. Falls das Energieangebot nicht mehr ausreicht, schaltet sich die konventionelle Heizung dazu.
Solarheizungen, die auf den Dächern von Ein- oder Mehrfamilienhäusern installiert sind und Strom erzeugen, werden üblicherweise netzgekoppelt betrieben. Das bedeutet, dass sie mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden sind, um den Strombedarf zu decken, wenn die Sonne nicht scheint und die Speicher leer sind.
Es gibt allerdings auch eine Alternative zu netzgekoppelten Sonnenanlagen, nämlich Inselanlagen. Diese bestehen ausschließlich aus Modulen, Wechselrichter und Speicher. Der Nachteil dieser Variante ist, dass kein Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen werden kann, wenn alle Vorräte aufgebraucht sind. Um das zu verhindern, werden die Stromspeicher der Solaranlage für einen Drei- bis Viertagesvorrat ausgelegt.
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Die Nutzung von erneuerbarer Energie ist äußerst vorteilhaft, sofern man über einen ausreichend großen Platzbedarf verfügt und ein gut ausgerichtetes, ausreichend steiles Dach ohne Verschattung vorhanden ist. Der große Pluspunkt hierbei ist, dass keinerlei Brennstoff- oder Verbrauchskosten anfallen. Allerdings ist die Energieerzeugung stark vom schwankenden Solarangebot abhängig. Trotzdem gibt es hohe Förderungen, welche die Investition in erneuerbare Energiequellen attraktiv machen. Allerdings sollten die Kosten stets vom Einsatzzweck abhängig gemacht werden. Doch sinkende Energiekosten und eine höhere Unabhängigkeit von Energieversorgern sind weitere Pluspunkte, die nicht zu unterschätzen sind. Zudem sind erneuerbare Energiequellen äußerst langlebig und wartungsarm.
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