Abenteuer Solarthermie & Kessel-tausch mit Familie Kniehase

Ein mehr als 20 Jahre alter Heizkessel, eine 7-köpfige Familie mit hohem Warmwasserbedarf und eine großzügige Dachfläche auf der Südseite – die perfekten Voraussetzungen für den Einbau einer Solarthermieanlage für Heizung und Warmwasser bei Familie Kniehase aus Neubiberg bei München. Welche Herausforderungen die Familie auf dem Weg dahin bewältigen musste und wie sie es geschafft hat, erfahren Sie in unserem PraxisCheck.

ModernisierungsCheck: Solaranlage prüfen

Finden Sie heraus, ob sich eine Solarthermieanlage für Ihr Gebäude lohnt – und was Sie sonst noch für weniger Kosten und mehr Komfort tun können:

Bitte halten Sie Ihre Heizkostenabrechnung bereit.

Neubiberg bei München, Juli 2016. Eigentlich hatte Christoph Kniehase das alles schon getestet. Aus ein paar Holzlatten hatte er sich ein originalgetreues Modell des Pufferspeichers gezimmert – und es gemeinsam mit seiner Tochter Anna die Kellertreppe hinuntergetragen. Ein, zwei Zentimeter Platz zwischen Modell und Wand, das sollte reichen, dachte Christoph Kniehase. Doch dann stehen die Handwerker mit dem 150 Kilogramm schweren, 1.000 Liter großen Pufferspeicher vor der Haustür. Und der 46-jährige Anwalt ist sich gar nicht mehr so sicher.

„Das Gestell war aus flexiblem Holz. Und ich hab überlegt, ob ich bei dem Test hier und da etwas gedrückt hatte – um mir irgendwie einzureden, dass es passt.“ Auch die Handwerker sind skeptisch. Sie messen, diskutieren, messen wieder. Vielleicht sollten lieber zwei 500 Liter große Speicher installiert werden? Wäre besser, als mit dem Riesenspeicher im Treppenhaus stecken zu bleiben. Aber dann rufen sie zwei Kollegen von einer nahegelegenen Baustelle zur Unterstützung und wagen doch einen Versuch. Nach zwei Stunden ist der Speicher wohlbehalten im Heizungskeller.

Aber erstmal ganz von vorn:

Zu groß für die Großfamilie – der alte Heizkessel muss raus

Ende 2011 hatten die Kniehases das Haus in Neubiberg bei München gekauft. Schon im ersten Winter zeigt sich, dass die Heizanlage aus dem Jahr 1993 getauscht werden sollte. „Der Kessel hatte eine Leistung von 44 Kilowatt. Völlig überdimensioniert, weil damit mal ein Schwimmbad betrieben wurde, das es längst nicht mehr gibt. Wir brauchen vielleicht die Hälfte davon. Und: Es war kein Brennwertgerät. Der Kessel ist angesprungen, für 90 Sekunden auf Vollgas gelaufen – und dann für 20 Minuten wieder ausgegangen.“

Christoph Kniehase will auf eine moderne Technologie umsteigen. Er informiert sich, holt verschiedene Angebote ein, plant die Finanzierung. Aber dann kommen Konstantin und Leopold: „Unsere beiden Zwillinge. Als meine Frau schwanger war und die beiden geboren wurden, geriet der Prozess etwas ins Stocken.“

So ist der Praxistest Solarthermie für Christoph Kniehase, seine Frau Kathrin (44) und die Kinder Isabella (10), Anna (6), Konstantin und Leopold (3) ein willkommener Anlass, das Thema wieder aufzunehmen. Solarthermie hatte sowieso auf dem Wunschzettel der Familie gestanden – auch wenn noch nicht klar war, ob nur für Warmwasser oder zusätzlich zur Unterstützung der Heizung. „Wir haben eine großzügige Dachfläche auf der Südseite. Und je länger wir darüber nachgedacht haben, desto mehr waren wir der Meinung, dass wir diese Sonneneinstrahlung nutzen sollten.“

Einbau & Installation: erste Hürden & Überraschungen

Aus dem Wunsch wird Wirklichkeit. Am ersten Installationstag bugsieren die Handwerker von Thermondo den Pufferspeicher in den Keller und bauen den alten Kessel ab. „Als ich den 1.000-Liter-Pufferspeicher gesehen habe, hab ich erstmal einen Schreck bekommen. Auch die Installateure wirkten skeptisch, ob sie den runter in den Keller bekommen würden. Wir hatten vorher extra eine Tür verbreitert. Das Problem ist ja auch: Wenn der Speicher Schrammen bekommt, kann man ihn nicht einfach wieder zurückgeben." Am Ende hat es geklappt und ging fast schneller als gedacht.

Warmwasserversorgung während der Bauarbeiten

„Dann waren die Heizungsinstallateure dabei, den Heizkessel elektrisch abzuklemmen und zu zerlegen. So schnell, dass ich merkte: Jetzt gibt es kein Zurück mehr. Als wir fragten, wie lange es kein warmes Wasser geben würde, gab es eine kleine Überraschung: von jetzt, Montag, bis die neue Therme installiert ist – also bis Donnerstag!“

Betonbohrunternehmen unterstützt kurzfristig

Am zweiten werden die Solarkollektoren installiert. Am dritten muss Christoph Kniehase kurzfristig ein Betonbohrunternehmen bestellen. „Wir brauchten eine Kernbohrung von fast 90 Zentimetern, um die Solarleitung zu verlegen. Die Geräte der Installateure hätten nur 30 Zentimeter geschafft. Die Bohrmaschine des Betonbohrunternehmens war ein richtiger Panzerknacker. Da wurden erstmal Löcher in den Garagenboden gebohrt, um sie zu fixieren. Und anschließend musste mit Wasser gekühlt werden – wegen der Hitzeentwicklung.“

Anschluss der Solarthermie erst eine Woche später

Nach erfolgreicher Bohrung und fünf Werktagen sind alle Teile der Anlage installiert: zwölf Vakuum-Röhrenkollektoren, der  Pufferspeicher und ein Gas-Brennwertgerät Leistung von 2,9 bis 30 Kilowatt. Die Heizung läuft wieder; aber weil einige Teile fehlen und zwei Kollektor-Röhren beim Transport zerbrochen sind, ist die Solarthermie noch nicht eingebunden. Das erledigen die Handwerker eine Woche später. Zudem schließen sie drei Wärmemengenzähler und einen Kaltwasserzähler an und installieren ein Gas-Smart-Meter, damit die Verbrauchsdaten mit dem Energiesparkonto ausgewertet werden können.

Tabelle: Die Solarthermie-Anlage der Kniehases im Überblick

Neue Software löst technische Probleme mit Solarthermie

Zunächst läuft die Anlage, doch dann gibt es immer wieder Probleme. Gerade als es Anfang Oktober kalt wird, fällt die Heizung komplett aus. „Da waren wir nervlich schon etwas angespannt“, erzählt Christoph Kniehase. Vor allem auch, weil mehrere Reparaturversuche fehlschlagen. Schließlich findet ein Spezialist des Anlagenherstellers Junkers den Fehler: Der Zulauf aus dem Pufferspeicher in den Heizkreislauf funktioniert nicht. Da sich die Anlage theoretisch aus dem gefüllten Speicher bedienen könnte, schaltet sie den Brenner nicht ein – mit dem Ergebnis, dass die Heizung kalt bleibt.

Insgesamt zufrieden

Der Fehler wird zunächst provisorisch behoben, in dem die Nutzung der Solaranlage gestoppt wird. Ende 2016 installiert Junkers eine neue Software. Damit ist das Problem gelöst. „Klar haben wir uns die Installation anders vorgestellt“, sagt Christoph Kniehase heute. „ Aber unterm Strich sind wir zufrieden mit der neuen Anlage. Jetzt decken wir an manchen Tagen 30 bis 40 Prozent unseres Wärmebedarfs mit Solarthermie. Im März waren es sogar fast 50 Prozent! Das ist klasse.“

Auswertung: ein Jahr Solarthermie

Die Messdaten für das Jahr 2017 zeigen: Die neue Solarthermieanlage für Heizung und Warmwasser von Praxistest-Familie Kniehase läuft sehr gut und rechnet sich auch wirtschaftlich. Die Familie hat ihren jährlichen Gasverbrauch im Vergleich zu vorher um mehr als die Hälfte gesenkt: von 36.500 auf 17.000 Kilowattstunden (kWh). Das liegt zu einem großen Teil (etwa 45 Prozent) aber auch daran, dass die Kniehases im Testzeitraum zusätzlich ihre Hausfassade gedämmt haben. Außerdem war der alte Heizkessel deutlich überdimensioniert; der neue Kessel hingegen passt gut zu den Anforderungen der Familie.

Tabelle: Einsparungen durch Solarhermie im ersten Jahr

Hohe Solarerträge durch gute Bedingungen

Die Kollektoren der Kniehases haben 2017 hervorragende solare Erträge erzielt. Pro Quadratmeter Kollektorfläche wurden 601 kWh Sonnenenergie gesammelt. Insgesamt ergibt das einen solaren Brutto-Jahresertrag von 7.229 kWh. Hauptgründe für die hohen Erträge sind die sehr effizienten Vakuum-Röhrenkollektoren, die sonnenreiche Lage bei München und die vielen Hausbewohner, die auch im Sommer warmes Wasser benötigen – und die gesammelte Wärme der Kollektoren auch tatsächlich nutzen. Schießlich können die Kollektoren nur dann neue Energie sammeln, wenn im Speicher genug Platz ist, um diese aufzunehmen.

Tabelle: Solare Erträge, Speicherverluste, solare Deckungsraten im Überblick

(Auswertung von 2018)

Insgesamt hat die Solarthermieanlage 27 Prozent des jährlichen Wärmebedarfs der Kniehases gedeckt – das ist ein sehr guter Wert. So entstanden rund 2.670 Kilogramm weniger klimaschädliches CO₂ als mit der alten Heizung. Schon bei moderat steigenden Energiepreisen wird sich der Umstieg der Kniehases auf eine neue Heizung mit Solarthermie auch finanziell rechnen: bei im Schnitt 3 Prozent pro Jahr arbeitet die neue Anlage bereits kostendeckend. 2017 hat die Familie Heizkosten von 580 Euro gespart, allein durch Solarthermie und neuen Heizkessel.

Optimierungspotenzial ausschöpfen

Einziges kleines Manko sind die systembedingten Verluste des Solarspeichers. Etwa 1.300 kWh gingen durch den 1.000 Liter großen Pufferspeicher im Jahr 2017 verloren. Auch wenn ein Viertel dieser Speicherverluste in den Sommer fiel und damit nicht relevant ist – eine bessere Dämmung des Speichers kann hier zu mehr Effizienz führen. Deshalb hat Christoph Kniehase diese bereits geplant.

Verbraucherzentrale unterstützt mit Energieberatung

Im Mai 2017 hatte die Verbraucherzentrale Energieberatung einen Solarwärme-Check bei Familie Kniehase durchgeführt. Der Check zeigte einige Möglichkeiten, die Solarthermieanlage zu optimieren:

• Armaturen und Speicheranschlüsse vollständig dämmen und die Dämmung enger an den Rohren befestigen, damit es keine Energieverluste durch eine Luftzirkulation unter der Dämmung gibt
• Zirkulationsbremse einbauen
• Temperaturfühler am Kollektor sicher befestigen
• Abblaseleitung sicher befestigen
• einen Verbrühungsschutz einbauen
• Unterlagen zur Anlagendokumentation vervollständigen

Ein Jahr später: was wurde umgesetzt?

Stand April 2018 konnte Christoph Kniehase einige der Vorschläge umsetzen:

• einige Rohrleitungen selbst nachgedämmt
• die Heizkurve gesenkt und den Heizkessel so eingestellt, dass er im Sommer abgeschaltet ist; außerdem die Heizzeiten der zwei Heizkreise angepasst, wodurch ein häufiges Takten des Brenners vermieden wird

Die anderen Vorschläge aus dem Solarwärme-Check stehen weiter auf Christoph Kniehases To-do-Liste. Es sei nicht leicht, einen Handwerker dafür zu finden, berichtet Kniehase. Mehrere seiner Handwerker-Anfragen sind im Sande verlaufen. Die weitere Optimierung ist deshalb vorerst auf den Sommer verschoben. Dann will Christoph Kniehase eventuell eine Entkalkungsanlage installieren lassen – und in diesem Zusammenhang vielleicht auch eine Zirkulationsbremse einbauen.

Heizen mit Solarthermie – Tipps & Erfahrungen von Christoph Kniehase

Für die Kniehases hat sich die Anschaffung der Solarthermie-Anlage gelohnt. Nachdem die Hürden beim Einbau und kleine "Kinderkrankheiten" überstanden waren, ist die Familie sehr zufrieden mit der neuen Heiztechnik.

Tabelle: Wirtschaftlichkeitsberechnung der Solarthermie (Auswertung März 2018)

Bei der ersten Auswertung im Juni 2017 wurde bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung eine Lebensdauer der Anlage von 20 Jahren angenommen. Diese Annahme wurde jetzt auf 25 Jahre erhöht.

Monitoring und Alltagsfragen

„Der Besuch des Beraters von der Verbraucherzentrale hat mir weitergeholfen. Irgendwie ist die Anlage mit ihrer Komplexität auch eine Unbekannte für mich. Deshalb ist es gut, bestätigt zu bekommen, was läuft und was gemacht werden muss.“

Regelung der Anlage Schritt für Schritt einstellen

„Bei der neuen Regelung gibt es viel mehr Einstellmöglichkeiten und Programme: angefangen vom Urlaubsassistenten bis zu differenzierten Möglichkeiten für den Absenk- oder Aus-Betrieb. Dabei werden dem Nutzer alle wichtigen Daten angezeigt. So habe ich zum Beispiel verfolgt, wie hoch der Aufwand des Brenners ist, wenn er morgens startet – und konnte dadurch sehen, wann es effizienter ist, die Heizung über Nacht abzusenken oder ganz abzuschalten.

Heizkurve anpassen

Als es im Winter richtig kalt war, habe ich über ein paar Wochen hinweg die Heizkurve angepasst. Dabei konnte ich eine sehr niedrige Vorlauftemperatur einstellen. An den kältesten Tagen, bei minus 17 Grad Celsius, lag die Vorlauftemperatur bei 42 bis 45 Grad Celsius. Wenn es etwas wärmer ist genügen sogar 33 Grad Celsius. Das heißt: Wenn die Sonne auch nur ein bisschen scheint, kann die Solarthermieanlage die Heizung sehr schnell unterstützen.“

Stagnation der Solarthermieanlage im Sommer vermeiden

„Unser Pufferspeicher ist mit 1.000 Litern nicht so klein – aber durch unsere große Kollektorfläche sammeln wir im Sommer so viel Energie, dass die Anlage manchmal schon mittags in Stagnation gehen würde. Deshalb habe ich zwei Dinge angepasst: Erstens habe ich die Temperaturabsenkung für das warme Wasser abgeschaltet, sodass wir jetzt den ganzen Tag warmes Wasser haben. Und zweitens habe ich ein paar Mal kurz die Heizung im Keller eingeschaltet. Damit wurde die Temperatur im Speicher gesenkt und die Anlage lief weiter ohne zu stagnieren.“

Autor*innen: Marcus Weber, Anne Weißbach