Infowelt Energie
Was Solarthermie von Photovoltaik unterscheidet
Die Nutzung von Solarenergie hat in den letzten Jahren einen bedeutenden Aufschwung erlebt und bietet attraktive Möglichkeiten zur Energiegewinnung. Dabei stehen hauptsächlich zwei Technologien im Fokus: Solarthermie und Photovoltaik. Doch welche dieser beiden Technologien ist für welchen Zweck besser geeignet?
Inhaltsverzeichnis
Wie unterscheiden sich Solarthermie und Photovoltaik?
Wie Solarthermie funktioniert – Erzeugung von Wärme
Wie Photovoltaik funktioniert – Erzeugung von Strom
Effizienz und Wirtschaftlichkeit im Vergleich
Was lohnt sich mehr? Photovoltaik oder Solarthermie?
Kosten für eine Photovoltaikanlage mit Speicher
Kosten für Solarthermieanlage
Vor- und Nachteile von Solarthermie und Photovoltaik
Hoher Wirkungsgrad der Solarthermie
Vielseitig nutzbare Solarenergie dank PV-Anlage
Wann ist Photovoltaik und wann Solarthermie die bessere Entscheidung?
Vattenfall Fazit
Wie unterscheiden sich Solarthermie und Photovoltaik?
Beide Technologien nutzen Sonnenenergie, und beiden Technologien ist gemein, dass sie großflächige Elemente zur Energieumwandlung verwenden, die in der Regel auf Dachflächen installiert werden.
Während Photovoltaik Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, wird bei Solarthermie Sonnenlicht durch ganz simple Erwärmung zu Wärmeenergie umgewandelt, die über ein Verteilungssystem im Haus genutzt wird.
Wie Solarthermie funktioniert – Erzeugung von Wärme
Solarthermie nutzt die Energie der Sonne zur Erwärmung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Diese Technologie wandelt Sonnenstrahlen direkt in Heizwärme um, die zur Heizung von Gebäuden, zur Warmwasserbereitung oder für industrielle Prozesse verwendet werden kann. Eine typische Solarthermieanlage besteht aus Solarkollektoren, einem Wärmetauscher und einem Speichersystem.
Die Kollektoren der Solarthermieanlage sammeln die Energie und eine Pumpe befördert das warme Wasser über einen Rohrkreislauf in den Pufferspeicher. Vom Speicher wiederum wird über einen Wärmeübertrager die gewonnene Wärme an Heizkörper oder an Wasserhähne befördert. Eine Solarthermieanlage ist in der Regel nur für den Eigengebrauch gedacht. Die gewonnene Energie kann zwar für einen großen Teil der Warmwasserbereitung eingesetzt werden, deckt aber – abhängig von der Gebäudeart – oftmals nur einen kleinen Anteil des Heizungswärmebedarfs. Deswegen werden Solarheizungen meist nur in Kombination mit anderen Heizungsarten eingesetzt, zum Beispiel Öl- oder Gasheizungen.
Wie Photovoltaik funktioniert – Erzeugung von Strom
Photovoltaik hingegen wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Die Gewinnung von Strom erfolgt mit den Solarzellen der Solaranlage. Diese bestehen meist aus Silizium. Die Zellen der PV-Anlage sind in Modulen zusammengeschaltet und erzeugen Gleichstrom, der in Wechselstrom umgewandelt und entweder ins Stromnetz eingespeist oder in Batterien gespeichert werden kann. Eine Photovoltaikanlage besteht aus PV-Modulen, Wechselrichtern und gegebenenfalls Speichersystemen.
Vattenfall Tipp
Der Strom aus Ihrer Photovoltaikanlage kann auch zum Heizen verwendet werden, mit der Power-to-Heat-Technologie. Dabei wird der Strom zur Wärmegewinnung oder auch zum Betrieb eines Heizsystems eingesetzt. So können Sie auf fossile Brennstoffe verzichten.
Effizienz und Wirtschaftlichkeit im Vergleich
Maßgebliches Kriterium für eine Photovoltaik- oder eine Solarthermieanlage ist neben der Ökologie der finanzielle Aspekt. Also: Wie viel kostet die Anschaffung und Installation einer Anlage und nach wie vielen Jahren amortisiert sie sich?
Was lohnt sich mehr? Photovoltaik oder Solarthermie?
Die Wirtschaftlichkeit sowohl einer Solarthermieanlage als auch zu geringeren Teilen einer PV-Anlage hängt von der Preisentwicklung von Öl und Gas auf dem Markt ab. Bei der Einschätzung der Rentabilität einer Solarthermieanlage werden die eingesparten Heizkosten angesetzt. Auch für die Speicherung durch Solarthermieanlagen gewonnener Energie existieren spezielle Wärmespeicher. Damit wird eine spätere Nutzung der Wärme ermöglicht und man macht sich unabhängiger von fossilen Brennstoffen wie Öl, Gas oder Kohle. Um die Frage nach der Rentabilität zu beantworten, schauen wir uns zuerst modellhaft die Kosten für die Anschaffung einer Photovoltaik- oder Solarthermieanlage an.
Kosten für eine Photovoltaikanlage mit Speicher
Eine typische Anlagengröße für eine Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus ist 10 kWp. Eine solche Anlage ist (Stand 2024) ab ca. 14.500 € auf dem Markt erhältlich. Mit Stromspeicher steigen die Kosten auf ca. 20.000 € inklusive Planung und Montage.
Um herauszufinden, welchen Kilowattpeak (kWp) Ihre Photovoltaikanlage haben soll, können Sie auch Ihre belegbare Dachfläche heranziehen. Ein typisches Einfamilienhaus hat eine Dachfläche von ca. 100 Quadratmetern. Da jedoch Dachfenster, Gauben und weitere Störobjekte abgezogen werden müssen, ergibt sich in der Praxis häufig eine deutlich kleinere Fläche. Beziehen Sie deshalb in Ihre Kostenschätzung immer nur die belegbare Dachfläche mit ein.
Kosten für Solarthermieanlage
Je nachdem, wie viel Wärme Sie gewinnen möchten und wie viel Dachfläche Sie zur Verfügung haben, können die Kosten einer Solarthermieanlage enorm variieren. Für eine Solarthermieanlage zur Gewinnung von Warmwasser mit 5 m² Fläche müssen Sie ca. 4.000 € bis 5.000 € investieren. In etwa das Doppelte müssen Sie für eine Solarthermieanlage für Warmwasser und Raumheizung mit 10 m² Fläche bezahlen, also zwischen 8.000 € und 10.000 €. Zu den Anschaffungskosten kommen dann noch laufende Kosten für Wartung, Versicherung und Strom für den Betrieb der Pumpe hinzu.
Hoher Wirkungsgrad der Solarthermie
Ein großer Vorteil der Solarthermie ist ihr hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenstrahlen in Wärme. Wärme lässt sich zudem in gut isolierten Speichern relativ kostengünstig und verlustarm speichern. Außerdem ist die Technik der Solarthermieanlage weniger komplex und wartungsanfällig als bei Photovoltaikanlagen. Allerdings hat Solarthermie auch ihre Nachteile: Die Anwendungsmöglichkeiten sind begrenzt, da die erzeugte Wärme hauptsächlich für Warmwasserbereitung und Heizung verwendet werden kann. Zudem benötigen Solarthermieanlagen große Kollektorflächen und ihre Effizienz schwankt je nach Jahreszeit und Sonneneinstrahlung.
Vielseitig nutzbare Solarenergie dank PV-Anlage
Photovoltaik bietet den Vorteil der Vielseitigkeit, da der erzeugte Solarstrom vielfältig nutzbar ist, sei es als Strom für Haushaltsgeräte, Beleuchtung oder Elektromobilität. Zudem können PV-Anlagen mit Power-to-Heat auch zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Eine Solaranlage ist leicht erweiterbar und modular aufgebaut, was eine flexible Anpassung an den Energiebedarf ermöglicht.
Photovoltaikmodule haben zudem eine lange Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren und darüber hinaus. Jedoch benötigt die Photovoltaik Stromspeicher oder einen Netzanschluss, um eine kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten, was die Investitionskosten für eine Solaranlage im Vergleich zu Solarthermieanlagen erhöht.
Der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ist zudem niedriger als bei der Umwandlung in Wärme. Photovoltaik wird staatlich gefördert. Die Einspeisevergütung für den überschüssigen Strom Ihrer Solaranlage ist nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz geregelt.
Wann ist Photovoltaik und wann Solarthermie die bessere Entscheidung?
Die Entscheidung, ob Photovoltaik oder Solarthermie besser geeignet ist, hängt von den individuellen Bedürfnissen, den örtlichen Gegebenheiten und den finanziellen Möglichkeiten ab.
Wann eignet sich eher Photovoltaik?
Photovoltaik eignet sich besonders, wenn der Bedarf an elektrischer Energie im Vordergrund steht, beispielsweise für Haushaltsgeräte, Beleuchtung oder Elektromobilität. Zudem ist Photovoltaik sinnvoll, wenn die Möglichkeit besteht, überschüssigen Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen, und langfristig Kosten gesenkt sowie die Abhängigkeit vom Stromnetz reduziert werden sollen.
Wann eignet sich eher Solarthermie?
Solarthermie ist hingegen empfehlenswert, wenn der Fokus auf Heizung und Warmwasserbereitung liegt. Besonders vorteilhaft ist Solarthermie, wenn große Dachflächen oder Freiflächen zur Installation der Kollektoren verfügbar sind und eine saisonale Speicherung von Wärme möglich ist.
Letztendlich bietet eine fundierte Beratung durch Experten eine wertvolle Entscheidungshilfe, um die optimale Lösung für den jeweiligen Anwendungsfall zu finden.
Solarthermie vs. Wärmepumpe
Das Prinzip Solarthermie unterscheidet sich wesentlich von einer Wärmepumpe. Eine Wärmepumpe entzieht ihrer Umwelt Wärmeenergie. Umgewandelt in Heizwärme wird diese durch einen physikalischen Kältemittelprozess. Die Wärmeenergie wird entweder der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder dem Erdreich entnommen. Damit funktionieren Wärmepumpen wie Kühlschränke, nur umgekehrt.
Vattenfall Fazit
Sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie eignen sich jeweils auf ihre Weise dafür, das eigene Zuhause mithilfe von Solarenergie ein Stück weit autarker zu machen. Durch Hybridanlagen muss es keine Entweder-Oder-Entscheidung für Hausbesitzende sein, der einen oder anderen Form der Energiegewinnung den Vorrang zu geben. Das ist eine einzigartige Möglichkeit, sowohl Strom als auch Warmwasser aus nur einer Anlage zu gewinnen.
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