Leserfrage: Solarthermie im Vergleich zu Erdgas

Diese Woche erreichte uns der folgende Kommentar zu unserer Berechnung für thermische Solaranlagen zur Warmwasserunterstützung.

Werte Damen und Herren, ich finde Ihr Angebot für Solaranlagen interessant. Ich habe derzeit eine Erdgasheizung, mit der ich auch Warmwasser aufbereite, Ich möchte gerne wissen wieviel Kilowattstunden Erdgas, oder qm Erdgas man benötigt um 1 qm Wasser zu erwärmen( 90°)
Bitte senden Sie mir eine Beispielrechnung im Vergleich mit einer Solaranlage.

Wir bieten zwar Rechner an, aber keine Rechendienstleistungen. Trotzdem fanden wir die Frage so interessant, dass wir ein wenig recherchiert haben.

Wieviel Energie benötigt man um 1000l Wasser zu erwärmen?

Laut Wikipedia hat Wasser eine Wärmekapazität von 4,18 kJ (KiloJoule) pro Kilogramm pro Kelvin, d.h. man benötigt die Energiemenge von 4,18 kJ um ein Kilogramm Wasser um ein Kelvin zu erwärmen. Eine Temperaturdifferenz von einem Kelvin entspricht außerdem der Temperaturdifferenz von 1°C.

Der Kommentator wollte ein Kubikmeter Wasser von, so nehmen wir an, 20°C auf 90°C erwärmen. Das ist eine Temperaturdifferenz von 70 Kelvin. Ein Kubikmeter Wasser entspricht 1000 Litern und wiegt somit etwa 1000kg. Dafür würde pro Kelvin 4.180 kJ aufgewendet. Für 70 Kelvin entspricht dies 292.600 kJ, bzw. 292,6 MJ (MegaJoule).

Laut der Wikipedia-Seite über Erdgas verfügt dieser Energieträger über einen Brennwert von 30 bis 40 MJ pro Kubikmeter, je nach Erdgas-Sorte. Damit müssen zwischen 7,32 und 9,75 Kubikmeter Erdgas aufgebracht werden, wenn man einen Wirkungsgrad des Warmwasserbereiters von 100% annimmt. Davon kann man jedoch nicht ausgehen. Ein moderner Kessel hat einen Wirkungsgrad von 80%, so dass zwischen 9,15 und 12,19 Kubikmeter Erdgas verbraucht werden. Wenn man einen Gaspreis von 7¢ pro Kubikmeter annimmt, kostet das etwa 0,7-0,8€. Alte Kessel benötigen deutlich mehr. Über den Daumen gepeilt können wir für alte Kessel mit Kosten von etwa 1€ rechnen.

Im Vergleich die Solarthermie

Der Vergleich mit dem solarthermischen Aufheizen ist schwierig. Zum einen sind die meisten Anlagen auf 60°C abgeregelt, weil diese Temperatur zum Abtöten von Keimen (Legionellen) erreicht werden muss, und zum Duschen völlig ausreichend ist.
Energie verbraucht eine solarthermische Anlage um das Wasser durch den Kollektor zu pumpen und um an dunklen Tagen im tiefsten Winter das Wasser auf die nötige Temperatur nachzuheizen. Zahlen dazu haben wir derzeit nicht verfügbar. Insbesondere der Verbrauch zum Nachheizen hängt vom Wetter und vom Nutzerverhalten ab und schwankt daher stark.

Man kann also nicht so genau sagen, wieviel Energie es kostet, die 1000 Liter Wasser mit einer Solarthermie-Anlage von 20°C auf 90°C zu erwärmen.

4 Gedanken zu “Leserfrage: Solarthermie im Vergleich zu Erdgas

  1. Jan

    Wirklich interessant wird es doch erst, wenn man die nutzbare Energie einer Solaranlage bei verschiedenen Temperaturniveaus vergleicht.
    Was bringt eine Solaranlage wenn sie Trinkwasser auf 90°C erhitzen soll, während gleichzeitig eine Gastherme eine Grundtemperatur vorhält?
    Was bringt eine Solaranlage, die einen Heizungsspeicher unterstützt, aus dem dann auch Trinkwasser gewonnen werden kann, bei einer Speichertemperatur von oben 45, 50, 55, 60,... (Was dann die Gastherme wieder garantiert)
    und einer Speichertemperatur im Bereich des Solarwärmetauschers unten von 20, 25, 30, 35,... (selbst an einem trüben Novembertag schafft eine gute Solaranlage hier mindestens das Halten der Temperatur, so dass die Gastherme dann "nicht so kaltes" Wasser erhitzen muss. Was pro Kg und °C ja schon wieder spart)

    Alternativ, was bringt dann die Einspeisung der solar erzeugten Wärme an die jeweils passende Stelle im Speicher?

    Die Rentabilität einer Solaranlage hängt sehr von dem verwendeten Anlagenkonzept ab. Es wäre Blauäugig zu behaupten 1m² Solaranlage spart XX% Heizkosten.

  2. Beitragsautor

    Hallo Jan,
    Danke für Ihren Kommentar.

    Genau zu dem Schluss sind wir im Prinzip auch gekommen: es ist nicht so einfach zu vergleichen.

    Man kann noch unendlich viele Fragen anfügen:
    was ist, wenn die Gasheizung gar kein Wasser vorhält, sondern nur als "Durchlauferhitzer" fungiert?
    Was heisst denn hier "passende Stelle im Speicher"? Hat ein Speicher mehr als einen Einlass?

    Ich würde sagen, mann kann eine Anlage nur im Betrieb vergleichen. Wieviel Energie verbraucht die Heizung, wenn das Heizungswasser "kalt" aus der Leitung gezongen wird und wieviel, wenn es durch Solarthermie vorgeheizt wurde?

    Wenn man von den vielen Unwägbarkeiten im Aufbau der Anlagen abkommen will, kann man auch Kurzven zeichnen:
    Wieviel spart man, wenn die Anlage 10%, 20% 30%, .... 90% Energie einspart?
    Welche dieser Linien muss ich erreichen, wenn die Anlage XX, YY oder ZZ Euro kosten wird?
    Ist diese Linie realistisch?
    (90% kann man vielleicht in einem sonnigen Gebiet erreichen, wenn man tatsächlich sein Verhalten an die Tageszeiten anpasst.)

    Viele Grüße,
    Ingrid

  3. Michael Holz

    Liebe Ingrid,
    ich habe aktuell versucht das Beispiel mit einem Heizölpreis von 85 cent und einem Gesamtwirkungsgrad von 65% zu rechnen. Mein Ergebnis sind Kosten von fast 10 Euro . Ist das in etwa richtig, oder mache ich einen Fehler?
    Viele Grüße,
    Michael

  4. Beitragsautor

    Hallo Michael,
    von der Größenordnung kommt das doch hin, schließlich rechnen wir im Beispiel mit 7 Cent für das Erdgas und kommen auf Kosten von ca. 1€. Beim Zehnfachen kann schon 10 € rauskommen.
    Die Frage ist, ob Sie in die Zukunft schauen und eine verzehnfachung des Preises einrechnen wollten?
    Viele Grüße,
    Ingrid

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