Solarthermie

Das Prinzip der Solarthermie ist einfach: Sonnenenergie wird von einem so genannten Absorber aufgenommen und auf ein flüssiges Medium übertragen, das die Wärme transportiert. In der Regel sind diese Absorber isoliert, damit die Wärmeenergie nicht gleich wieder verloren geht. Die Energieausbeute kann noch erhöht werden, wenn die Sonnenstrahlen auf den Absorber gebündelt werden.

Bayern hat im bundesweiten Vergleich sehr günstige Voraussetzungen für die Nutzung der Solarenergie. Die höchsten Globalstrahlungssummen erreicht der Süden Bayerns. Im Südwesten sowie im Südosten Bayerns betragen die jährlichen Strahlungssummen bis zu 1.200 kWh/m². Geringe Strahlungswerte erhalten die Hochlagen der Rhön und die tief eingeschnittenen Täler der Mittelgebirge mit Jahressummen um 1.020 kWh/m². Das Flächenmittel der Globalstrahlung in Bayern beträgt etwa 1.150 kWh/m² (für den Zeitraum 1991 bis 2020).

Der Kartenteil des Energie-Atlas Bayern zeigt die Jahresmittelwerte der Globalstrahlung bzw. der Sonnenscheindauer.

Die häufigste Anwendung von Solarthermieanlagen in Bayern liegt im häuslichen Bereich. Hier übernehmen Solarthermieanlagen je nach Anlage oft 60 Prozent der Warmwasserbereitung oder unterstützen die bisherige Heizungsanlage bei der Gebäudebeheizung. Ganz wesentlich dabei ist die Kollektorgröße und die Wahl des benötigten Wärmespeichers. Nähere Informationen zur Anwendung im häuslichen Umfeld finden Sie in unserem Heizungsvergleich unter der Rubrik Solarthermie.

Nutzung in großem Maßstab

Solarthermie und Wärmenetze

Neben diesen oft eher kleinen Hausanlagen bietet sich Solarthermie auch zur Nutzung in größerem Maßstab und bei höheren Temperaturen an. Große Kollektorfelder können als Freiflächen- oder Dachanlagen zum Beispiel Wärmenetze versorgen und den Anteil erneuerbarer Nah- und Fernwärme vor Ort zu günstigen Gestehungskosten erhöhen. Große Wasserspeicher oder geothermische Speicher über Wärmesonden im Untergrund erhöhen die Einsatzmöglichkeiten zusätzlich.

Solarthermie in Unternehmen

Der überwiegende Anteil des Energieverbrauchs in Unternehmen entfällt auf die Wärmenutzung. Gewerbebetriebe können daher stark von der Solarthermie profitieren. In Europa liegen etwa 30 % des industriellen Wärmebedarfs auf einem Temperaturniveau von unter 100 °C. In diesem Temperaturbereich eignet sich die Sonnenenergie als Energiequelle besonders gut. Solarthermie ist vor allem für Unternehmen geeignet, die Prozesswärme auf einem niedrigen Temperaturniveau (unter 100 °C, besser unter 60 °C) und insbesondere in der warmen Jahreszeit benötigen. Die "solare Prozesswärme" kann vielfältig eingesetzt werden, z. B. zur Erwärmung von Prozessbädern, zur Trocknung oder zum Waschen und Reinigen. Entscheidend ist, die benötigte Temperatur und die passende Kollektortechnologie auszuwählen. Bei niedrigen Temperaturen bieten sich Flachkollektoren an. Vakuumröhrenkollektoren hingegen erreichen höhere Temperaturen. Auch konzentrierende Systeme, die Sonnenlicht bündeln, erreichen höhere Temperaturen (bis ca. 400 °C) – hier sollte jedoch der Direktstrahlungsanteil möglichst hoch sein. Dies ist besonders in Äquatornähe der Fall, weshalb sich dort auch viele Anlagen befinden. Es gibt aber auch Anwendungsfälle in Ländern der gemäßigten Klimazone wie in Belgien und Dänemark. 

Was die Solarthermie grundsätzlich alles kann, zeigt sich in südlicheren Breiten. Hier ist der Anteil der direkten Strahlungsenergie höher und die Sonnenenergie kann daher deutlich stärker konzentriert werden. Damit lassen sich sehr hohe Temperaturen erreichen und sogar Strom erzeugen, was heute schon in nennenswertem Umfang erfolgt. Mit Parabolrinnenkollektoren können durch die Konzentration der Strahlung mit parabolisch geformten Spiegeln Temperaturen von mehreren 100 °C erzeugt werden, mit denen Dampfturbinen zur Stromerzeugung angetrieben werden. Bei Turmkraftwerken konzentrieren einzelne Spiegel am Boden die Sonne auf einen Absorber an der Spitze des Turms, wodurch sogar Temperaturen von über 1000 °C entstehen. Auch hier kann dann Strom erzeugt werden. Darüber hinaus bieten solarthermische Kraftwerke die Möglichkeit, in Kombination mit einem Wärmespeicher die Energie der Sonne auch in der Nacht für die Stromerzeugung zu nutzen.

Nachfolgend finden Sie die wichtigsten Regelungen und Hinweise zur Genehmigung von Solarthermieanlagen im Überblick:

• Bei Sonnenkollektoren in, auf und an Dach- und Außenwandflächen ist keine Baugenehmigung erforderlich. Die Person, die die Sonnenkollektoren errichten lässt, ist immer für die Einhaltung der Vorschriften selbst verantwortlich. So können z. B. örtliche Bauvorschriften zum Ensembleschutz oder zum Denkmalschutz der Errichtung einer Solarthermienlage entgegenstehen.
• Bei Freiflächenanlagen (gebäudeunabhängige Anlagen) ist eine Baugenehmigung nur dann notwendig, wenn sie höher als 3 m oder länger als 9 m sind.
• Unabhängig von ihrer Größe sind Freiflächenanlagen verfahrensfrei, wenn sie gemäß § 35 Abs. 1 Nr. 8 BauGB zulässig sind, d.h. sie in einem Abstand von 200 Metern längs von Autobahnen oder Schienenwegen des übergeordneten Netztes mit mindestens zwei Hauptgleisen liegen.
• Verfahrensfreiheit gilt auch, wenn die Freiflächenanlage im Geltungsbereich einer einschlägigen städtebaulichen Satzung oder einer Satzung über örtliche Bauvorschriften nach Art. 81 BayBO liegt und die darin enthaltenen Regelungen über Zulässigkeit, Standort und Größe einhält.
• Freiflächenanlagen, die nach den oben genannten Voraussetzungen nicht verfahrensfrei sind, unterliegen der baurechtlichen Genehmigungspflicht.
• Für Anlagen an Gewässern oder auf stillgelegten Deponien können weitergehende genehmigungsrechtliche Anforderungen bestehen. Daher ist in jedem Fall eine Anfrage bei der Gemeinde oder dem Landratsamt zu empfehlen!