Solarthermie

Wie viel Dachfläche braucht eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung?

Kurzantwort

Eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung für den Haushalt braucht bei einer vierköpfigen Familie 4–6 m² unverschattete Dachfläche – typischerweise zwei Flachkollektoren oder 20–30 Vakuumröhren, mit einem Speicher von 250–300 Litern. Planen Sie im Mittelmeerklima 1–1,5 m² pro Person und in Mittel- und Nordeuropa 1,25–2 m² pro Person, zuzüglich 0,3–0,5 m freier Fläche rund um das Feld.

Titelgrafik: Wie viel Dachfläche braucht eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung?

Wie viel Dachfläche braucht eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung?

Eine vierköpfige Familie braucht 4–6 m² unverschattete Dachfläche – in der Praxis zwei Flachkollektoren oder 20–30 Vakuumröhren – in Kombination mit einem Speicher von 250–300 Litern. Planen Sie rund 0,3–0,5 m freien Platz um das Feld ein, für Montageschienen, Einfassungen und späteren Zugang, und halten Sie die Rohrleitung zum Speicher so kurz wie möglich.

Das ist deutlich weniger Dachfläche als bei einer vergleichbaren PV-Anlage. 4 m² Kollektor liefern etwa 1.600–2.000 kWh Wärme im Jahr; um dies energetisch zu erreichen, wären 10–13 m² PV-Module nötig.

Wie ändert sich die Antwort mit Klima und Haushaltsgröße?

HaushaltSüdeuropa / TürkeiMittel- und NordeuropaSpeicher
1–2 Personen2–3 m²3–4 m²150–200 L
3–4 Personen4–5 m²5–7 m²250–300 L
5–6 Personen5–7 m²7–10 m²300–500 L
7 und mehr oder kleine Pension8–12 m²12–18 m²500–1.000 L

Die zugrunde liegende Regel lautet 1–1,5 m² pro Person in Klimazonen mit hoher Sonneneinstrahlung und 1,25–2 m² pro Person in Mittel- und Nordeuropa, bei 40–60 Litern Speichervolumen pro m² Kollektorfläche. Überdimensionierung ist nicht kostenlos: Ein auf den Winterbedarf ausgelegtes Feld geht jeden Sommer in den Stillstand und erreicht die Stillstandstemperatur.

Welche Fläche messen Sie eigentlich?

Auf Datenblättern erscheinen drei verschiedene Flächen, und sie sind nicht austauschbar. Die Bruttofläche sind die Außenmaße des Kollektors – also die Fläche, die er auf Ihrem Dach belegt. Die Aperturfläche ist die Glasöffnung innerhalb des Rahmens, typischerweise 90–93 % der Bruttofläche. Die Absorberfläche ist das Absorberblech selbst und nochmals kleiner.

Seit der Überarbeitung von ISO 9806 im Jahr 2013 beziehen sich die Leistungsdaten nach Solar Keymark auf die Bruttofläche, sodass ein modernes europäisches Datenblatt und Ihr Dach dasselbe messen. Ältere oder außereuropäische Angaben tun das womöglich nicht. Verlangen Sie beim Vergleich von Angeboten Quadratmeter brutto und Kilowattstunden pro Jahr, in dieser Reihenfolge.

Muss das Dach verstärkt werden?

Bei einer Anlage mit Pumpe in der Regel nicht. Ein gefüllter Flachkollektor wiegt zusätzlich etwa 15–25 kg pro m² – vergleichbar mit einer Tonziegel-Eindeckung und weniger als die Schneelast, die das Tragwerk ohnehin aufnimmt. Ein Schrägdach in einwandfreiem Zustand trägt das ohne Änderung.

Die Ausnahme ist eine Thermosiphon-Anlage, bei der der Speicher oberhalb des Kollektors auf dem Dach selbst sitzt. Ein Speicher mit 120–350 Litern – dem Bereich, in dem Solimpeks seine TSM-Geräte baut – konzentriert seine gesamte Wassermasse auf einer kleinen Aufstandsfläche und erfordert immer eine statische Prüfung. Genau deshalb sind Thermosiphon-Anlagen auf flachen Betondächern in der Türkei, in Griechenland und im Nahen Osten Standard, auf geneigten Holzdächern weiter nördlich dagegen selten.

Was, wenn das Dach zu klein ist?

Drei Wege, geordnet danach, wie oft sie funktionieren.

  1. Kollektortyp wechseln. Vakuumröhren liefern pro m² mehr Wärme, wenn sie weit über Umgebungstemperatur arbeiten; ein knappes Dach kann den Bedarf daher mit Röhren decken, wo Flachkollektoren nicht ausreichen würden.
  2. Einen niedrigeren solaren Deckungsgrad akzeptieren. Ein Feld von 3 m² deckt bei einem Vierpersonenhaushalt immer noch 35–45 % des Warmwassers – den größten Teil des Nutzens auf kleinerer Fläche. Solarthermie muss kein Alles-oder-nichts sein.
  3. Die Fläche doppelt nutzen. PVT-Hybridkollektoren erzeugen auf demselben Quadratmeter Strom und Wärme auf niedrigem Temperaturniveau – die übliche Lösung, wenn ein Dach beide Bedarfe decken muss.

Passt keiner dieser Wege, teilen Sie das Feld nach Osten und Westen auf – die Hälfte der Kollektoren auf jeder Dachseite. Das kostet etwa 20 % des Jahresertrags, verdoppelt aber die verfügbare Fläche und liefert oft eine flachere Tagesertragskurve als eine reine Südausrichtung.

Häufig gestellte Fragen

Wie viele Solarkollektoren brauche ich für das Warmwasser einer vierköpfigen Familie?

Zwei Flachkollektoren – etwa 4–5 m² – mit einem 300-Liter-Speicher im sonnigen Klima, oder drei Kollektoren und 300–400 Liter in Mitteleuropa. Mit Vakuumröhren entspricht das etwa 20–30 Röhren.

Lassen sich Solarkollektoren auf einem Flachdach montieren?

Ja, auf Aufständerungen mit 30–45° Neigung. Wählen Sie einen Reihenabstand vom 2- bis 2,5-Fachen der Kollektorhöhe, damit sie sich im Winter nicht gegenseitig verschatten, und sehen Sie Ballast oder Befestigungen für die örtliche Windzone vor. Ein Flachdach ermöglicht außerdem eine perfekte Ausrichtung, die ein Schrägdach selten bietet.

Brauchen Solarthermie-Kollektoren ein nach Süden ausgerichtetes Dach?

Nein. Jede Ausrichtung, die höchstens etwa 45° von Süden abweicht, verliert nur 5–8 % des Jahresertrags, und ein genau nach Osten oder Westen ausgerichtetes Dach liefert immer noch rund 75–80 %. Verschattung spielt eine weit größere Rolle als die Ausrichtung.

Wie viel wiegt ein Solarkollektor?

Ein Flachkollektor wiegt gefüllt etwa 15–25 kg pro m² zusätzlich, was die meisten Schrägdächer ohne Verstärkung tragen. Thermosiphon-Anlagen sind die Ausnahme, weil der Speicher zusammen mit dem Kollektor auf dem Dach sitzt.

Wird für die Dachplanung die Brutto- oder die Aperturfläche verwendet?

Immer die Bruttofläche – die Außenmaße des Kollektors einschließlich Rahmen. Die Aperturfläche beträgt typischerweise 90–93 % der Bruttofläche und wird für einige Leistungsangaben verwendet; prüfen Sie daher vor dem Produktvergleich, welche ein Datenblatt nennt.

Quellen & weiterführende Literatur

Über den Autor

Technik-Team von Solimpeks

Solarthermie & Anlagentechnik