Solarthermie vs. Photovoltaik: Was ist der Unterschied?

In Zeiten des Klimawandels und knapper werdender Ressourcen ist es wichtiger denn je, auf eine nachhaltige Energiewirtschaft zu setzen. Die Nutzung erneuerbarer Energien, wie zum Beispiel Sonnenenergie, ist dank neuester Technologien und attraktiver staatlicher Förderprogramme immer verbreiteter. Eine gute Möglichkeit, sich aktiv an der Energiewende zu beteiligen, sind Solaranlagen, die Sonnenergie umwelt- und ressourcenschonend in eine andere Energieform umwandeln. Besonders verbreitet sind dabei zwei verschiedene Arten von Solaranlagen:

• Solarthermieanlagen
• Photovoltaikanlagen

Sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik nutzen die Solarenergie und wandeln diese um. Dafür benötigen beide Technologien Solarkollektoren (Solarthermie) bzw. Solarzellen in Solarmodulen (Photovoltaik), die das Sonnenlicht einfangen. Damit beide Anlagetypen möglichst viel Solarenergie nutzen und effizient arbeiten können, werden sie in der Regel auf Dächern installiert. Der größte Unterschied zwischen beiden Solaranlagen ist ihre Verwendung der Sonnenenergie:

• Die Solarthermieanlage nutzt die Solarenergie, um diese mithilfe der Sonnenkollektoren in nutzbare Wärme umzuwandeln. Solarthermie dient somit zur Warmwasserbereitung und/oder als heizungsunterstützendes Wärmesystem.
• Die PV-Anlage produziert mithilfe der Module Solarstrom, der entweder zur Betreibung der elektrischen Verbraucher im eigenen Haushalt verwendet oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

Solarthermie wandelt die Sonneneinstrahlung in Wärme um. Damit dies gelingt, werden solarthermische Kollektoren (Z. B. Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren) auf dem Dach des Hauses installiert. Da eine thermische Solaranlage in der Regel nur für den Eigenverbrauch konzipiert ist, handelt es sich folglich um das eigene Hausdach. Die Kollektoren sammeln die Energie und befördern sie mithilfe einer Pumpe und eines Rohrkreislaufs in einen Pufferspeicher. Der Speicher ermöglicht, dass die Wärme auch dann verbraucht werden kann, wenn draußen keine Sonne scheint. Die dort gesammelte Wärmeenergie wird genutzt zur Erwärmung des

• Brauchwassers (zum Duschen, Waschen, Baden, Spülen etc.)
• Heizwassers (zum Heizen des Hauses)

Anders als bei der Solarthermie wird die Sonnenenergie bei der Photovoltaik (PV) nicht in Wärme, sondern in Strom umgewandelt. Das funktioniert mithilfe von Solarzellen, die zu Solarmodulen zusammengeschaltet werden. Die Solarzellen wandeln die solare Energie in Gleichstrom um. Über einen Wechselrichter wird der Gleichstrom dann in Wechselstrom umgewandelt, der dann entweder

• für den Betrieb Ihrer elektrischen Verbraucher im Haushalt genutzt wird,
• in einem Solarspeicher gespeichert wird oder
• gegen eine Einspeisevergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

Besonders geeignet ist die Kombination mit einer Wärmepumpe. Dann können Sie die Wärmepumpe mit Solarstrom betreiben und somit indirekt mit der Photovoltaik heizen.

Einen Unterschied zwischen den beiden Solaranlagen gibt es auch im Preisvergleich:

Je nachdem, ob Sie Solarthermie nur zur Bereitung von Warmwasser oder auch zur Unterstützung Ihrer Heizung nutzen wollen, liegen die Kosten bei circa 3.000 bis 6.000 oder 5.000 bis 10.000 Euro. Gerade in den Sommermonaten können Sie mit einer Solarthermie plus Wärmespeicher Ihren Brauchwasserbedarf nahezu vollständig abdecken. Bei entsprechend großer Dachfläche und einem guten Standort können Sie zusätzlich Ihre Heizung unterstützen und die Heizkosten um bis zu 30 Prozent senken. Etwas teurer als thermische Solaranlagen sind Photovoltaik-Anlagen. Als Richtwert kann man sagen, dass kleine PV-Anlagen mit einer Leistung von 3 oder 4 Kilowatt Peak (kWp) rund 1.600 Euro/kWp und größere Anlagen mit 8 bis 10 kWp rund 1.400 Euro/kWp kosten. Für ein Einfamilienhaus werden meist Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von 4 bis 8 kWp installiert, die Anschaffungskosten liegen also bei 6.400 bis 11.200 Euro. Mit einer Photovoltaik-Anlage können Sie, je nach Dachflächengröße und Auslegung der Anlagen, bis zu 30 Prozent Ihres Strombedarf decken – nutzen Sie einen Stromspeicher erhöht sich der Eigenverbrauchsanteil auf bis zu 80 Prozent.

Durch die unterschiedlichen Anschaffungskosten und die Strom- bzw. Heizkostenersparnis ergeben sich verschiedene Amortisationszeiten. Die Zeit für die Amortisation von Solarthermie liegt bei rund 15 Jahren. Photovoltaikanlagen amortisieren sich hingegen häufig schon nach rund zehn Jahren. Ein Vorteil: Die modernen Solaranlagen haben meist eine Lebensdauer von 30 Jahren.

Solarthermie hat einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Photovoltaik: Der Wirkungsgrad bei Solarthermie liegt bei 50 Prozent, der von Photovoltaik nur bei 20 Prozent. Pro Quadratmeter Dachfläche liefert eine solarthermische Anlage etwa 2,5-mal so viele kWh Wärme wie die Photovoltaik Strom erzeugt. Gerade bei einem hohen Eigenverbrauch des Solarstroms arbeitet aber auch eine Photovoltaikanlage sehr wirtschaftlich. Zudem kostet eine kWh Strom rund 3,5-mal so viel wie eine kWh Wärme. Ein großer Pluspunkt der Photovoltaik: Es geht keine Energie verloren. Der überschüssige solare Strom, der nicht verbraucht wird, wird gegen eine Einspeisevergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist.

Nicht jedes Dach eignet sich für eine Solaranlage. Die Größe der Dachfläche, die Ausrichtung und Neigung sowie die Statik des Gebäudes spielen dabei eine wichtige Rolle. Klar ist: Je mehr und länger Sonnenlicht auf das Dach strahlt, desto effizienter arbeitet die Anlage. Mittlerweile lässt sich aber durch moderne Montagesysteme auf nahezu jedes Dach eine Anlage installieren – ob Flachdach, Satteldach oder Pultdach. Durch den höheren Wirkungsgrad haben Solarthermie-Anlagen einen geringeren Flächenbedarf als Photovoltaik-Anlagen. In der Regel reicht aber jedes Dach eines Einfamilienhauses für eine PV-Anlage aus.

Solarthermie unterstützt die Heizung und die Warmwasserbereitung und Photovoltaik erzeugt Solarstrom. Beide Solaranlagen bieten somit einen großen Vorteil, machen Sie unabhängiger und leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Warum also nicht einfach beide Technologien miteinander kombinieren? Wenn die Fläche groß genug ist, spricht nichts dagegen, beide System gemeinsam auf demselben Dach zu montieren. Da eine Solarthermieanlage mit Strom betrieben wird, könnte der Bedarf sogar durch den produzierten Solarstrom gedeckt werden.