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Sonnenkollektoren, Solarthermie

<p>Sonnenkollektoren: Klimafreundlich dank regenerativer Energiequelle</p><p>So erzeugen Sie Wärme aus Sonnenenergie für Ihr Zuhause</p><p><ul><li>Installieren Sie Sonnenkollektoren, wenn Sie Platz auf Ihrem Dach haben.</li><li>Nutzen Sie Förderprogramme und beachten Sie gesetzliche Vorgaben.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Sonnenkollektoren (Solarthermie) erwärmen Brauchwasser und können zusätzlich zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Das spart wertvolle Ressourcen (Öl und Gas) und vermeidet umwelt- und klimaschädliche Emissionen.</p><p><strong>Sonnenkollektoren installieren:</strong>&nbsp;In Frage kommen Dachausrichtungen von Ost über Süd bis West. Bei Ost- oder Westausrichtung wird mehr Kollektorfläche benötigt. Eine Anlage zur Warmwassererzeugung braucht pro Person 1 bis 1,5 m2&nbsp;Kollektorfläche und für vier Personen ca. 300 Liter Speicher. Sie liefert übers Jahr ca. 60&nbsp;% des benötigten Warmwassers. 6 m2&nbsp;Fläche erzeugen ca. 2.000 kWhth/Jahr. Dies spart ungefähr 495 kg Treibhausgase ein (⁠UBA⁠ 2019). Die Investitionskosten für eine Solarthermieanlage, die mittels Flachkollektoren die Brauchwassererwärmung unterstützt, liegen die Anlagenkosten zwischen ca. 4.000-6.000 EUR. Vakuumröhrenkollektoren liefern eine bessere Energieausbeute, dabei sind jedoch die Kollektoren teurer. Die Rentabilität der Anlage hängt von Gebäudezustand, derzeitigem Heizsystem und Brennstoffpreisen ab. Eine genaue individuelle Planung und eine Auswertung der Energieverbräuche ist unerlässlich. Sie umfasst die Themen:</p><p>Eine herstellerunabhängige Energieberatung bieten z.B. viele Verbraucherzentralen an. Hilfreiche Online-Beratungstools und einen Renditerechner finden Sie bei den Links.</p><p><strong>Förderprogramme und gesetzliche Verpflichtungen:</strong> In bestehenden Gebäuden sind kombinierte Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung im Rahmen der <a href="https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Heizungsf%C3%B6rderung/">Bundesförderung für effiziente Gebäude</a>&nbsp;förderfähig. Sonnenkollektoren sind eine Möglichkeit, die Verpflichtungen nach dem Gebäudeenergiegesetz zu erfüllen. Bei manchen Anlagengrößen und Gebäudearten gibt es Anzeige- oder Genehmigungspflichten. Daher sollte beim örtlichen Bauamt nachgefragt werden.</p><p><strong>Was Sie noch tun können:</strong></p><p>unten Photovoltaikmodule zur Stromerzeugung, oben Solarkollektoren zur Wärmeerzeugung</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong>&nbsp;Der Anteil der Solarthermie an der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland betrug im Jahr 2022 ca. 5 %. Das entspricht einer solarthermisch erzeugten Wärmemenge von ca. 9.733 GWh. Damit wurden ca. 2,6 Millionen Tonnen Treibhausgase (CO2-Äquivalente) vermieden, wobei die Herstellung der Anlagen und Betriebsstoffe bereits berücksichtigt sind. Ebenso werden ca. 1.175 Tonnen versauernde Stoffe (SO2-Äquivalente) eingespart (⁠UBA⁠ 2023 &amp; 2018). Die Wärmeerzeugung durch Sonnenkollektoren hat aus Umweltsicht viele Vorteile gegenüber Biomasseverfeuerung: keine Flächenkonkurrenz zum Nahrungsmittelanbau und keine Abgase im Betrieb. Allerdings kann Solarwärme nur einen Teil des Energiebedarfs für Warmwasser und Raumwärme decken.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong>&nbsp;Das Gebäudeenergiegesetz schreibt den Einsatz von 65&nbsp;% erneuerbarer Energien ab 2024 im Neubau vor, ab Mitte 2026 sukzessive auch für Bestandsgebäude. Dafür eignet sich auch Solarthermie. Für Solarthermie-Hybridheizungen in Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen sind 0,07 m2&nbsp;Kollektorfläche pro m2&nbsp;beheizter Nutzfläche und für Gebäude mit mehr als zwei Wohnungen 0,06 m2 Kollektorfläche notwendig; die restliche Heizung muss dann mindestens 60 % erneuerbare Brennstoffe nutzen (GEG 2023: § 71h). Die Bundesländer können höhere Anteile vorschreiben. Über die <a href="https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Heizungsf%C3%B6rderung/">Bundesförderung für effiziente Gebäude</a>&nbsp;können Solaranlagen im Bestand gefördert werden. Allerdings nur, wenn die Sonnenkollektoren auch zur Heizungsunterstützung beitragen.</p><p><strong>Marktbeobachtung:</strong>&nbsp;Die neu installierte Kollektorfläche ist seit einigen Jahren rückläufig. Ihren Höhepunkt hatte sie im Jahr 2012, in dem ca,1,2 Mio. m2&nbsp;zugebaut wurden. Im Jahr 2022 wurden ca. 91.000 neue Solarthermieanlagen installiert, dieser Zubau entspricht ca. 710.000 m² damit wuchs in Deutschland die insgesamte installierte Solarkollektorfläche auf 22,1 Mio. m² an (BSW 2023). Der Endkundenumsatz lag 2022 bei ca. 930 Mio. Euro (nach einem Maximum in 2008 mit 1,7 Mrd. Euro) (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ 2023).</p><p>Entsorgung von Solarthermiemodulen / Solarkollektoren</p><p><strong>Hinweis:</strong> Die Demontage und fachgerechte Entsorgung von Solarkollektoren wird in den allermeisten Fällen durch einen Handwerksbetrieb erfolgen. Andernfalls beachten Sie bitte das sich grundsätzlich die Vorschriften für die Entsorgung bestimmter Abfälle von Bundesland zu Bundesland und sogar von Kommune zu Kommune unterscheiden können.</p><p>Wir empfehlen Ihnen daher, sich an die örtliche Abfallbehörde bzw. Abfallbehörde des Bundeslandes zu wenden – auch für die Frage der fachgerechten Entsorgung in Ihrem Kreis / Ihrer Region.</p><p><strong>Solarthermiemodule / -kollektoren ohne elektrische Funktionen zur reinen Wärme / Warmwassererzeugung </strong>können z.B. bei den kommunalen Wertstoffhöfen der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger entsorgt werden – eine Pflicht zur Rücknahme besteht allerdings nicht, auch können Gebühren für die Entsorgung anfallen. Auch manche Hersteller (oder Installateure) nehmen auf freiwilliger Basis alte Solarthermiemodule / -kollektoren zurück. Bei Solarthermiemodulen / -kollektoren, die den "Blauen Engel" als Umweltkennzeichen besitzen, verpflichten sich die Hersteller in der Regel zu Rücknahme und Entsorgung.</p><p><strong>Solarflüssigkeit:</strong>&nbsp;Bitte beachten Sie, dass in den Solarkollektoren noch Solarflüssigkeit (z.B. 1,2-Propylenglycol) enthalten sein kann. Diese ist oftmals ein ⁠Gemisch⁠ aus 1,2-Propylenglycol und Wasser und ggf. weiteren Inhaltsstoffen. Alte Solarflüssigkeit für Solarkollektoren darf nicht einfach über das Abwasser, die Kanalisation, noch sonst wie in der Umwelt entsorgt werden.<br>Solarflüssigkeit sollte vor der Entsorgung aus dem Kollektor entfernt werden und kann z.B. bei einer Schadstoffsammelstelle oder am kommunalen Wertstoffhof abgegeben werden.</p><p>Reine&nbsp;<strong>Photovoltaik-/ Solarmodule (PV-Module) die nur der Stromerzeugung dienen</strong>, sind Elektrogeräte und müssen nach den Vorgaben des ElektroG entsorgt werden. Das gilt auch für Hybridmodule bzw. Kombinationsmodule aus Photovoltaik und Solarthermie ("Solar-Hybridkollektor", "Hybridkollektor"), zur gleichzeitigen Strom- und Wärme- / Warmwassererzeugung. Mehr Informationen dazu auf der ⁠UBA⁠-Umwelttippseite zur <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/elektrogeraete/alte-elektrogeraete-richtig-entsorgen">Entsorgung von Elektroaltgeräten</a>.</p><p>Weitere Informationen finden Sie auf unseren ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-Themenseiten:</p><p>Quellen</p>

Erneuerbare Wärmenetze für die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung ländlicher Siedlungen

Der ländliche Raum stellt eine besondere Herausforderung für die Wärmewende dar. Während in den Städten auf einen deutlichen Ausbau der Fernwärme gesetzt wird, findet regenerative Nahwärmenetze in ländlichen Siedlungen bisher zu wenig Berücksichtigung in den Studien für die Wärmewende. Hier setzt das Projekt ruralHeat an. Das Projektziel ist zum einen die wissenschaftliche Begleitung von Planung und Umsetzung der solaren Nahwärme in Bracht und Rüdigheim sowie zum anderen die Übertragbarkeit auf andere ländliche Siedlungen. Die Innovation in Bracht und Rüdigheim liegt darin, dass über 70% des Wärmebedarfs durch Solarwärme in Verbindung mit einem saisonalen Wärmespeicher gedeckt wird. Somit ist die Solarthermie nicht mehr ein 'fuel saver', sondern der Hauptwärmeerzeuger. Komplettiert wird das System mit einer Großwärmepumpe zur Speicherentladung und zwei Holzkesseln für die Spitzenlast. Das 100% regenerative Nahwärmekonzept ist zudem günstiger und wesentlich schneller umsetzbar als Maßnahmen an Einzelgebäuden (energetische Sanierung, Umstellung der Heizung). Die wissenschaftliche Begleitung unterstützt die beiden Bürgergenossenschaften bei Planung und Bau durch Simulationen zum Betrieb und Regelung der komplexen Anlage. Die Ergebnisse aus den beiden Demonstrationsanlagen sollen anhand von 10 Fallstudien auf die Übertragbarkeit auf andere ländliche Gebiete geprüft werden. Hierbei werden auch weitere technologische und energiewirtschaftliche Konzepte für 100% erneuerbare Nahwärmelösungen betrachtet und verglichen. Aus den Erkenntnissen wird ein webbasiertes Vorauslegungstool entwickelt, dass interessierten Kommunen oder Bürgerinitiativen bereits im frühen Stadium (d.h. mit wenig Inputdaten) eine Vorauswahl möglicher Nahwärmelösungen auf Basis erneuerbarer Wärme ermöglicht. Das Ziel des Vorauslegungstools ist somit eine Lenkungswirkung hin zur EE-Wärme und eine Hilfestellung für Kommunen, um den Aufwand für die Betrachtung möglicher Varianten zu reduzieren.

Thermische Energiespeicherung und Digitalisierung in der Fernwärme, für die Transformation zu erneuerbaren und ressourceneffizienten Energiesystemen, Teilvorhaben: Implementierung und wissenschaftliche Begleitung des übergreifenden Energiemanagementsystems

Thermische Energiespeicherung und Digitalisierung in der Fernwärme, für die Transformation zu erneuerbaren und ressourceneffizienten Energiesystemen, Teilvorhaben: Entwicklung und Implementierung eines intelligenten Gebäude-Energiemanagementsystems

Integration eines Hochtemperatur-Aquiferwärmespeichers mit Wärmepumpensystem in ein Fernwärmenetz, Teilvorhaben: Anlagenkonzepte und Inbetriebnahmemonitoring des Aquiferspeicher-Wärmepumpen-Kälte-Systems

Integration eines Hochtemperatur-Aquiferwärmespeichers mit Wärmepumpensystem in ein Fernwärmenetz, Teilvorhaben: Bau und Betrieb des Aquiferspeicher-Wärmpumpen-Kälte-Systems

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme, TVH: Systemintegration

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme, TVH: Speichersystem (EEW - Speichersystem)

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme, TVH: Reaktorentwicklung

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

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