Photovoltaik und Solarthermie: die Unterschiede im Überblick
Photovoltaik oder Solarthermie? Beide Technologien nutzen die Kraft der Sonne, um Strom oder Wärme zu erzeugen. Welche Unterschiede gibt es zwischen den Systemen und wann lohnt sich was?
Auf diesem Haus wurde sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie installiert.
Foto: PantherMedia / Manfred Angermayr
Immer mehr Menschen möchten sich von der Energieversorgung unabhängiger machen und setzen dafür auf Solaranlagen. Diese nutzen die Kraft der Sonne, um entweder Strom (Photovoltaik) oder Wärme (Solarthermie) zu erzeugen. Beides trägt zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Energieversorgung bei. Doch wie funktionieren die beiden Technologien genau?
Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) gibt einen kompakten Überblick und beantwortet die wichtigsten Fragen rund um die nachhaltige Nutzung von Sonnenenergie.
So funktioniert Photovoltaik
Bei der Photovoltaik wird Sonnenlicht durch Solarzellen in einem Solarmodul in elektrische Energie umgewandelt. Die Photonen, kleine Lichtteilchen, regen Elektronen in den Zellen an, was einen Gleichstrom erzeugt. Dieser Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter in haushaltsüblichen Wechselstrom umgewandelt, der entweder selbst verwendet oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Photovoltaik-Module lassen sich vielseitig einsetzen: auf Dächern, an Fassaden, auf Carports oder sogar auf Fahrzeugdächern. Auch die beliebten Balkonkraftwerke, sogenannte Plug-in-Photovoltaikanlagen, ermöglichen die Nutzung von Solarenergie ohne größere Installationen – sowohl für Mieter als auch Eigentümer.
Solarthermie: Wärme aus Sonnenenergie gewinnen
Anders als bei der Photovoltaik wird bei einer Solarthermieanlage das Sonnenlicht genutzt, um Wasser oder ein Wasser-Frostschutz-Gemisch in Röhren oder schwarzen Leitungen zu erwärmen. Über ein Rohrsystem wird die erhitzte Flüssigkeit durch einen Wärmetauscher in das Heizungssystem des Gebäudes geleitet. So kann die gewonnene Wärme für die Raumheizung und die Warmwasserversorgung genutzt werden.
Photovoltaik und Solarthermie – zwei Systeme mit individuellen Stärken
Sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie bieten attraktive Möglichkeiten, die Vorteile der Sonnenenergie zu nutzen. Eine Photovoltaikanlage erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der produzierte Strom hauptsächlich im eigenen Haushalt Verwendung findet, beispielsweise für den Betrieb einer Wärmepumpe oder das Laden von Elektrofahrzeugen. „Mithilfe eines zusätzlichen Stromspeichers lässt sich der Strom auch bei Dunkelheit nutzen“, sagt DBU-Referent Andreas Skrypietz.
Er weist jedoch darauf hin, dass die Speicherung von Strom momentan noch mit hohen Kosten verbunden ist. Überschüssiger Solarstrom, der nicht für den Eigenverbrauch benötigt wird, kann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden und wird nach den Bestimmungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) vergütet. Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von bis zu 25 Kilowatt-Peak (kWp) haben die Möglichkeit, ihren gesamten Solarstrom ins öffentliche Netz einzuspeisen. Angesichts der derzeit hohen Strompreise stellt die EEG-Vergütung einen zusätzlichen Anreiz dar, in Photovoltaik zu investieren.
Solarthermie: Effiziente Wärmeerzeugung für Haushalte mit hohem Warmwasserbedarf
Solarthermische Anlagen hingegen konzentrieren sich ausschließlich auf die Erzeugung von Wärme und eignen sich daher besonders gut für Haushalte mit einem konstant hohen Warmwasserbedarf. „Wenn drei oder vier Menschen ein Haus durchgängig bewohnen, lohnt sich Solarthermie: Man kann Warmwasser erzeugen und die Heizung unterstützen“, sagt Skrypietz.
Er betont die Effizienz und die vergleichsweise geringeren Anschaffungskosten von Solarthermie, weist aber gleichzeitig darauf hin, dass eine Südausrichtung des Daches für optimale Ergebnisse erforderlich ist. Im Gegensatz dazu können Photovoltaikanlagen auch bei einer Ost-West-Ausrichtung gute Leistungen erzielen.
Photovoltaik und Solarthermie: Kombinierbar für optimale Ergebnisse
Skrypietz hebt hervor, dass beide Systeme je nach verfügbarer Dachfläche auch kombiniert werden können. Bei einem Ost-West-Dach empfiehlt sich beispielsweise eine großflächige Photovoltaikanlage in Verbindung mit einer Wärmepumpe. Bei einem nach Süden ausgerichteten Dach kann hingegen eine Kombination aus beiden Technologien die ideale Lösung darstellen.
Letztendlich hängt die Entscheidung für Solarthermie oder Photovoltaik von den individuellen Gegebenheiten und persönlichen Präferenzen ab. „Welche Lösung kostengünstiger ist, richtet sich auch nach örtlichen Bedingungen und persönlichen Vorlieben“, sagt Skrypietz. Unabhängig von der gewählten Technologie bieten sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik eine nachhaltige Möglichkeit, umweltfreundliche Energie zu erzeugen und langfristig Energiekosten einzusparen.
Worauf man bei der Installation einer Solaranlage achten sollte
Für eine optimale Nutzung der Sonnenenergie sollten einige Faktoren beachtet werden. Bei Photovoltaikanlagen ist eine möglichst verschattungsfreie Fläche wichtig, idealerweise mit Südausrichtung. Aber auch Ost- oder Westdächer eignen sich gut, wenn man viel Solarstrom selbst nutzen möchte.
Für Solarthermieanlagen ist eine hohe Sonneneinstrahlung erforderlich, am besten mit Südausrichtung. Es gibt verschiedene Solarkollektoren für die Solarthermie, wie robuste Flachkollektoren mit gutem Preis-Leistungs-Verhältnis oder effizientere Vakuumröhrenkollektoren für weniger sonnige Bereiche. Hybridkollektoren erzeugen sowohl Wärme als auch Strom, sind aber deutlich teurer.
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