Nicht jedes Gebäude eignet sich für die Integration einer Solaranlage. Bei Neubauten ist der Planungsspielraum meist relativ groß. Im Gebäudebestand dagegen muss zuerst der Status quo von Gebäudestruktur und Wärmetechnik überprüft und der Wärmebedarf analysiert und optimiert werden. In beiden Fällen ist die Anlage nur bei sorgfältiger Planung und Dimensionierung der Komponenten wirtschaftlich erfolgreich.

Zu jeder Solaranlage gibt es Alternativen, mit denen bei Gebäuden der Verbrauch an konventioneller Energie reduziert werden kann. So wird der Wärmebedarf maßgeblich von der Dämmung des Gebäudes sowie von der Qualität der Fenster beeinflusst. Die Wärmebereitstellung kann effizient über ein Niedertemperaturheizsystem mit Brennwertkessel, eine moderne Holzheizung, Blockheizkraftwerke, Nahwärmenetze oder auch Wärmepumpen erfolgen. Wassersparende Sanitärarmaturen sowie die energetische Optimierung der Warmwasserzirkulation mindern den Energiebedarf für die Warmwasserbereitstellung. Das Nutzen/Kosten-Verhältnis der verschiedenen Alternativen ist ein gutes Auswahlkriterium, um bei einem vorgegebenen Budget ein optimales Ergebnis zu erzielen. Alle realisierten Maßnahmen sind dann bei der Dimensionierung der Solaranlage zu berücksichtigen, da eine für den reduzierten Verbrauch überdimensionierte Solaranlage erhebliche Effizienzeinbußen mit sich bringt. In der Praxis ergibt sich damit folgende Reihenfolge:

1. Energiebedarf der durch das Solarsystem zu versorgenden Verbraucher minimieren (Wärmedämmung, Fenstererneuerung, Dichtung etc.)
2. einen neuen hocheffizienten Kessel installieren, der in der Leistung an den neuen Verbrauch angepasst ist
3. Solaranlage installieren, angepasst an den reduzierten Verbrauch und an den neuen Kessel
   
   

Die Solaranlage steht damit erst an dritter Stelle. Wird jedoch deren Installation zu einem günstigen Zeitpunkt(z. B. Gebäudesanierung) aus Kostengründen zurückgestellt, so wird die Installation zu einem späteren Zeitpunkt erheblich teurer. Dies führt oft dazu, dass sie auch später nicht realisiert wird.

Thermische Solaranlagen arbeiten am effizientesten in Gebäuden, bei denen ganzjährig – also auch im Sommer – Wärme benötigt wird. Weniger geeignet sind Objekte, die in Ferienzeiten oder an Wochenenden wenig oder gar nicht genutzt werden, wie z. B. Schulen aufgrund der langen Sommerferien und unterrichtsfreien Wochenenden. Eine Alternative wäre hier eine Wärmepumpe oder ein Holzpelletkessel, die beide nur bei tatsächlichem Energiebedarf betrieben werden. Die Installation einer thermischen Solaranlage ist im Neubau in der Regel günstiger als beim Altbau. Die Rohre des Kollektorkreises vom Dach zum Keller können sehr einfach verlegt werden und man spart sich die Dacheindeckung, wenn die Kollektoren in das Dach integriert werden. Dennoch kann eine Solaranlage in manchen Fällen auch bei Altbauten die bessere Alternative sein, um Energie einzusparen. Etwa wenn es schwierig oder zu kostenintensiv ist, eine Wärmedämmung an den Außenwänden anzubringen oder wenn Auflagen dies verhindern (Denkmalschutz). Ein im Dach integriertes Kollektorfeld stört die Gebäudeansicht kaum.

Vor der Planung eines Solarsystems sollten die in der folgenden Checkliste aufgeführten Punkte geklärt werden:

Planung eines Solarsystems – Checkliste:

• Aufstellfläche für Kollektoren Erforderlich ist eine möglichst wenig zergliederte und unbeschattete Dachfläche mit Orientierung zwischen Süd-Ost und Süd-West. Die optimale Dachneigung beträgt bei TWW-Anlagen: ca. 20 bis 45°; bei Heizungsanlagen ca. 35 bis 50°. Anlagen sind bei Schrägdach kostengünstiger als bei Flachdach (Aufständerungskonstruktion); falls nicht genügend Dachflächen zur Verfügung stehen kann eine Fassadenintegration geprüft werden. Auch die Aufständerung auf Bodenflächen ist möglich.

• Dachzustand Beim Dach sollte in den nächsten 25 Jahren keine Sanierung erforderlich sein – oder das Dach muss vor Aufbau des Kollektorfeldes saniert werden. Vor allem in Randbereichen muss die Statik des Daches bzgl. Zusatzbelastung durch Kollektoren (ggf. inkl. Aufständerung) und Windbelastung geprüft werden.

• Platz für Solarspeicher Optimal sind Räume, die für hohe und schlanke Solarspeicher geeignet sind. Falls nicht anders möglich, kann das Speichervolumen auf maximal drei Behälter aufgeteilt werden, die dann in Reihe und nicht parallel verschaltet werden. Eine Außenaufstellung der Solarspeicher mit verstärkter Wärmedämmung und Schutz vor eindringender Feuchtigkeit ist möglich. Die Dimensionierung der konventionellen Speicher prüfen, da diese oft zu groß sind; überflüssige konventionelle Speicher können evtl. als Solarspeicher oder solare Vorwärmspeicher (VDI 6002-1) genutzt werden.

• Kontrollsysteme Dauerhafte Systeme zur Funktionskontrolle oder Ertragsbewertung für das Solarsystem installieren; ohne solche Einrichtungen fallen Fehler im Solarsystem wegen des nachgeschalteten Kessels nicht auf (vgl. VDI 2169).

• Vorrüstung In Neubauten erleichtern Leerschächte vom Dach zum Keller die spätere Installation einer Solaranlage. Eine Rohrverlegung „auf Vorrat“ wird aber nicht empfohlen. Die Rohrquerschnitte müssen zu der später installierten Kollektorfläche passen, damit bestimmte Mindest- und Maximalwerte für die Durchströmungsgeschwindigkeit /VDI 6002-1/ eingehalten werden.
  
  

Anlagen zur Trinkwassererwärmung:

• TWW-Verbrauch Der Warmwasserverbrauch sollte nach Möglichkeit genau ermittelt werden. Bedarf an warmem Trinkwasser muss auch im Sommer vorhanden sein. Sofern der Bedarf im Sommer stärker zurückgeht, sollte auf den Schwachlastbedarf im Sommer ausgelegt werden (vgl. VDI 6002-1 und VDI 6002-2).
• Einbindung TWW-Zirkulation Das Zirkulationsnetz sollte gut gedämmt und hydraulisch abgeglichen werden und in Bezug auf Laufzeit und Volumenstrom minimiert sein (erlaubte Temperaturspreizung gem. DVGW-Arbeitsblatt W551 beachten). Energieverluste werden mit Schaltuhren, Zirkulationsunterbrechern, temperaturgesteuerten Pumpen gemindert.
  
  

Kombianlagen (Trinkwassererwärmung und Raumheizungsunterstützung):

• Energiebedarf außerhalb Heizperiode Vorhandene TWW-Zirkulation ist in das Solarsystem einzubinden (Aussagen oben beachten). Wenn möglich, sollten weitere Sommerverbraucher wie z. B. Schwimmbecken oder solare Kühlsysteme versorgt werden.
• Heizsystem Für eine gute Solarsystemeffizienz ist ein Niedertemperaturheizsystem erforderlich. Heizungssysteme mit höherer Temperatur sind nicht ausgeschlossen, jedoch nicht optimal geeignet. Es sollte unbedingt ein hydraulischer Abgleich vorgenommen werden.
• Solarsystem Gegenüber TWW-Systemen sind erheblich größere Kollektorfelder und Speichervolumina erforderlich.
  
  

Die Größe macht den Unterschied

Große solarthermische Anlagen können in Mehrfamilienhäusern und Wohnsiedlungen, öffentlichen Einrichtungen, Gewerbe- oder Industriebetrieben zur Trinkwassererwärmung, Heizungsunterstützung oder zur Erzeugung von Prozesswärme und zur solaren Klimatisierung eingesetzt werden. Die Abgrenzung zur Kleinanlage macht sich eher an der Systemtechnik als an der Kollektorfläche fest. Im Gegensatz zu großen Anlagen werden kleine Anlagen häufig als standardisierte Komplettpakete angeboten und überwiegend in Ein- oder Zweifamilienhäusern eingesetzt. Bei diesen Systemen wird die Solarenergie in Trinkwarmwasserspeichern gespeichert. Für größere Systeme ist dieses Prinzip auch aus Gründen derWasserhygiene nicht mehr einsetzbar, weil Maßnahmen zum Legionellenschutz erforderlich werden. Größere Anlagen bevorraten die Solarwärme daher in Pufferspeichern, die mit Heizungswasser gefüllt sind, was auch eine Anbindung an die Gebäudeheizung ermöglicht. Es ergibt sich ein gewisser Bereich der Überschneidung, da die Kleinanlagensysteme bis zu Kollektorflächen von ca. 30 m² eingesetzt werden, Systeme mit Pufferspeichern aber bereits ab 10 m² zu haben sind. Große Anlagen erfordern eine sorgfältige Anpassung an das Verbrauchsprofil und daher eine individuelle Planung und Dimensionierung. Der erhöhte Planungsaufwand und die aufwendigere Technik machen große Anlagen etwas teurer – ein Nachteil, der jedoch durch höhere spezifische Systemerträge und eine höhere CO₂-Einsparung gegenüber einer vergleichbaren Fläche mit Kleinanlagen sowie die erreichbare Kostendegression und Preisnachlässe bei den großen Kollektorflächen kompensiert werden kann. Die solaren Wärmegestehungskosten sind bei großen Anlagen in der Regel um den Faktor 2 günstiger als bei Kleinanlagen und kommen mit 8–10 Cent/kWh für große Warmwasseranlagen bereits an die Schwelle zur Wirtschaftlichkeit.