Genau, Sie haben es richtig erfasst. Der Begriff "Solar" dient als Oberbegriff für verschiedene Technologien, die die Energie der Sonne nutzen. Innerhalb dieses Rahmens gibt es zwei Hauptarten: Photovoltaik und Solarthermie.
Photovoltaik: Hier wird Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umgewandelt. Photovoltaikanlagen erzeugen Strom durch die Nutzung von Solarzellen.
Solarthermie: Im Gegensatz dazu wandelt Solarthermie die Sonnenenergie in Wärme um. Diese Wärme kann dann für verschiedene Zwecke genutzt werden, wie beispielsweise für die Erwärmung von Wasser für Haushalte oder für Heizsysteme.
Insgesamt bezieht sich der Begriff "Solar" auf jede Art der Nutzung von Sonnenenergie, während "Photovoltaik" spezifisch auf die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie durch Solarzellen verweist.
Vergleich: Solarthermie oder Photovoltaik
Wenn es um die Entscheidung zwischen "Solarthermie oder Photovoltaik" geht, steht die Auswahl der erzeugten Energieart im Vordergrund. Solarthermie nutzt die Sonnenenergie zur Erzeugung von Wärme, die wiederum für Heizzwecke oder die Warmwasseraufbereitung genutzt werden kann. Im Gegensatz dazu erzeugt Photovoltaik mithilfe des Sonnenlichts direkt elektrischen Strom.
Lassen Sie uns nun die weiteren Unterschiede genauer betrachten.
Unterschiedliche Nutzung
Sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikanlagen werden üblicherweise auf Hausdächern installiert und weisen jeweils spezifische Vor- und Nachteile auf. Photovoltaik-Anlagen benötigen eine größere Dachfläche, während Solarthermie-Kollektoren tendenziell teurer sind. Ihre Entscheidung sollte von Ihren individuellen Anforderungen abhängen.
Wenn Sie ausreichend Dachfläche zur Verfügung haben, besteht auch die Möglichkeit, über eine kombinierte Installation beider Systeme nachzudenken. Die parallele Nutzung beider Technologien ist problemlos machbar.
Nutzung Photovoltaik
Durch den Einsatz von Photovoltaik-Anlagen lässt sich elektrische Energie erzeugen, die entweder im eigenen Haushalt genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist und verkauft werden kann. Der Verkauf erfolgt durch die Einspeisung ins Netz, wofür Sie eine Vergütung von Ihrem Netzanbieter erhalten. Diese Vergütung ist in den letzten Jahren deutlich gesunken, während der Strompreis gestiegen ist. Aus diesem Grund bevorzugen die meisten PV-Anlagen-Besitzer den Eigenverbrauch des erzeugten Stroms, da dies nicht nur wirtschaftlicher ist, sondern auch langfristig erhebliche Einsparungen bei den Stromkosten ermöglicht.
Der erzeugte Strom aus Ihrer Photovoltaikanlage kann nicht nur für elektrische Geräte genutzt werden, sondern auch zur Beheizung oder Erwärmung Ihres Brauchwassers. Dies lässt sich beispielsweise durch einen elektrischen Heizstab oder in Verbindung mit einer Wärmepumpe realisieren. Durch diese Kombination steigern Sie zusätzlich Ihren Eigenverbrauch, indem Sie mehr des erzeugten Solarstroms selbst nutzen. Ein zusätzlicher Stromspeicher stellt Ihnen sogar während der Nachtstunden den selbst erzeugten Solarstrom zur Verfügung.
Nutzung Solarthermie
Solarthermie nutzt die Wärme der Sonne, um das Heizungssystem zu unterstützen oder Brauchwasser zu erwärmen. Im Gegensatz zur Photovoltaik können Solarthermieanlagen keine Wärme für den Verkauf produzieren und dienen ausschließlich dem Eigenbedarf. Während Solarthermieanlagen einen erheblichen Teil des Warmwasserbedarfs decken können, reicht dies in der Regel nicht aus, um den gesamten Heizwärmebedarf zu decken.
Die Wirksamkeit hängt auch von der Gebäudeart ab. Neubauten haben in der Regel einen geringeren Heizwärmebedarf als Altbauten, dank verbesserter Wärmedämmung und moderneren Heizungssystemen.
Unterschiedliche Funktionsweise
Sowohl Photovoltaikmodule als auch Solarthermiemodule weisen eine mehrschichtige Struktur auf. In Photovoltaikmodulen sind Solarzellen entscheidend für die Stromerzeugung. Im Gegensatz dazu bestehen Solarthermie-Kollektoren aus Röhren, die eine spezielle Flüssigkeit zur Wärmeübertragung enthalten.
Funktion Photovoltaik
Die Funktionsweise der Photovoltaik beruht auf der Einstrahlung von Sonnenlicht auf die PV-Zellen. Dieses Licht setzt die Elektronen in Bewegung, was die Erzeugung von Gleichstrom bewirkt. Der Gleichstrom wird anschließend durch den Wechselrichter in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt. Von dort aus fließt der erzeugte Strom zum Stromzähler und gelangt schließlich entweder direkt ins Hausstromnetz zur Verwendung oder wird in einem Stromspeicher zwischengespeichert.
Funktion Solarthermie
Die Funktionsweise der Solarthermie beruht auf dem infraroten Lichtspektrum der Sonne. Die Röhren der Kollektoren absorbieren diese Strahlung und erhitzen eine spezielle Flüssigkeit im Inneren. Die erwärmte Flüssigkeit wird abgeleitet und zu einem Speicher mit Wasser geführt. In diesem Speicher wird die Wärme auf das Wasser übertragen und anschließend in den Heizkreislauf gepumpt.
Benötigte Dachfläche
Die benötigte Dachfläche für Solarthermie und Photovoltaik unterscheidet sich erheblich. Photovoltaik benötigt wesentlich mehr Solarmodule, da diese einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen. Im Gegensatz dazu kommen Solarthermieanlagen bereits mit wenigen Quadratmetern aus. Zusätzlich ist es oft wirtschaftlich sinnvoll, bei Photovoltaik die gesamte Dachfläche zu belegen, da die Kosten in Relation zur Anzahl der PV-Module sinken.
So viel Dachfläche benötigt Photovoltaik
Um einen jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh zu decken, wird bei Photovoltaik in etwa eine Dachfläche von 50 m² benötigt. Dies entspricht dem durchschnittlichen Verbrauch eines Einfamilienhauses. Im Durchschnitt kann man von einer Leistung von 1 kWp pro 5 m² Fläche mit Photovoltaikmodulen ausgehen. Zusätzlich sind die benötigten Abstandsflächen zu berücksichtigen.
So viel Dachfläche benötigt Solarthermie
Bei Solarthermie hängt die benötigte Größe der Dachfläche von der Art und Nutzung des Kollektors ab. Ein Flachkollektor benötigt etwa 4,5 bis 7,5 m², um den Warmwasserbedarf für 3 bis 5 Personen zu decken. Ein Röhrenkollektor hingegen benötigt lediglich 4 bis 6 m². Für die Heizungsunterstützung sind etwa 7 bis 11 m² bei einem Flachkollektor und 5 bis 9 m² Dachfläche bei einem Röhrenkollektor erforderlich.
Unterschiedlicher Wirkungsgrad
Solarthermieanlagen weisen mit 60% bis 90% einen höheren Wirkungsgrad auf im Vergleich zu Photovoltaikanlagen, bei denen der Wirkungsgrad zwischen 15% und 20% liegt. Die Technologie der Photovoltaik ist zwar anspruchsvoller, lässt sich jedoch durch Fertigmodule einfacher installieren. Bei Solarthermie hingegen erfordert die Installation das Verlegen von Rohren sowie die Installation eines Kessels und einer Pumpe.
Wirkungsgrad Photovoltaik
Der Wirkungsgrad von Photovoltaik variiert je nach Modulart und liegt im Bereich von 10-25%. Monokristalline Solarmodule weisen mit bis zu 25% den höchsten Wirkungsgrad auf, sind jedoch auch die teuersten PV-Module. Polykristalline Module erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 16% und sind etwas kostengünstiger. Bei Dünnschichtmodulen liegt der Wirkungsgrad zwischen 10 und 13%.
Wirkungsgrad Solarthermie
Der Wirkungsgrad bei Solarthermie ist abhängig von der Art des Kollektors und der Neigung zur Sonne. Bei Flachkollektoren liegt der Wirkungsgrad im Bereich von 60% bis 85%. Röhrenkollektoren können sogar einen Wirkungsgrad von bis zu 90% erreichen. Allerdings sind Röhrenkollektoren entsprechend teurer.
Photovoltaik und Solarthermie im Kostenvergleich
Die Kosten für Photovoltaikanlagen für Einfamilienhäuser variieren je nach Anlagengröße und liegen in der Regel zwischen 5.000 € und 15.000 €. Diese Kosten umfassen Montage, Installation und Inbetriebnahme. Bei Solarthermie für die Warmwasserbereitung betragen die Kosten etwa 5.000 €. Wenn sowohl Heizung als auch Warmwasser abgedeckt werden sollen, belaufen sich die Kosten auf ungefähr 10.000 €.
Kosten Photovoltaik
Eine kleinere 5 kWp Photovoltaikanlage kann den durchschnittlichen Jahresverbrauch eines Einfamilienhauses decken. Die Kosten pro Kilowattpeak Leistung der Photovoltaik liegen zwischen 1.000 € und 1.800 €. Daher belaufen sich die Kosten für eine 5 kWp Photovoltaikanlage auf etwa 7.000 €. Ein zusätzlicher Stromspeicher schlägt mit ungefähr 5.000 € zusätzlich zu Buche. Förderungen können dazu beitragen, die Gesamtkosten zu reduzieren.
Kosten Solarthermie
Die Kosten für Solarthermie variieren je nachdem, ob die Anlage ausschließlich für die Warmwasserbereitung oder auch zur Unterstützung der Heizung vorgesehen ist. Die Kosten für die Warmwasseraufbereitung in einem Einfamilienhaus belaufen sich auf etwa 5.000 €. Wenn die Solarthermieanlage sowohl für die Warmwasserbereitung als auch für die Heizungsunterstützung genutzt werden soll, liegen die Kosten bei rund 10.000 €.
Hybridmodule: Solarthermie und Photovoltaik kombinieren
Solarthermie und Photovoltaik können effektiv kombiniert werden, entweder durch den Einsatz von zwei getrennten Anlagen oder mithilfe von sogenannten Hybridmodulen, auch PVT-Module genannt. Ein Hybridmodul besteht aus Photovoltaikmodulen, die das Sonnenlicht für die Stromerzeugung nutzen, sowie Solarkollektoren darunter, die Wärme aufnehmen. Auf diese Weise wird gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt.
Hybridmodule sind besonders geeignet, wenn ganzjährig und vor allem im Sommer ein hoher Wärmebedarf besteht. In privaten Haushalten ist dies eher selten der Fall, da der Warmwasserverbrauch begrenzt ist und der Heizbedarf hauptsächlich im Winter besteht. Hybridmodule finden daher eher Anwendung in Einrichtungen wie öffentlichen Schwimmbädern, Krankenhäusern oder Hotels.
Für Ein- und Mehrfamilienhäuser könnte eine Kombination von Hybridmodulen mit zusätzlichen Photovoltaikmodulen sinnvoll sein. Die Entscheidung hängt jedoch von Ihrem individuellen Bedarf an Strom und Wärme ab.
Fazit: Solar, Solarthermie, Photovoltaik?
Solar ist ein umfassender Begriff für verschiedene Arten der solaren Energiegewinnung. Hierzu gehören vor allem Photovoltaik und Solarthermie. Bei Photovoltaik wird durch Sonnenlicht Strom erzeugt, während Solarthermie zur Produktion von nutzbarer Wärme dient.
Photovoltaik | Solarthermie | |
Technologie | Photovoltaikmodule | Sonnenkollektoren |
Nutzung | Strom, Warmwasser, Heizung | Warmwasser, Heizung |
Einspeisevergütung | Ja | Nein |
Förderungen | Ja | Ja |
Benötigte Fläche | Groß | Klein |
Betriebskosten | Sehr gering | Relativ gering |
Amortisationszeitpunkt | 10-20 Jahre | 15-20 Jahre |
Lebensdauer | 25-40 Jahre | 20-30 Jahre |
Anschaffungskosten (Einfamilienhaus) | 5.000 - 15.000 € | 5.000€ (Warmwasser), 10.000€ (Heizung und Warmwasser) |
Photovoltaikanlagen sind besonders für Haushalte mit hohem Stromverbrauch geeignet, sofern eine ausreichend große Dachfläche vorhanden ist. Um den Eigenverbrauch zu steigern, können eine zusätzliche Wärmepumpe oder ein Stromspeicher installiert werden.
Solarthermieanlagen kommen bereits mit kleinen Dachflächen aus und werden oft in Bestandsgebäuden zur Warmwasseraufbereitung genutzt. In Neubauten wird Solarthermie auch zur Heizungsunterstützung eingesetzt.
Die Kosten für eine Kilowattstunde Wärme sind oft geringer als die für eine Kilowattstunde Strom, weshalb Photovoltaik häufig zu höheren Kosteneinsparungen führen kann. Strom ist zudem vielseitiger einsetzbar, beispielsweise für Heizung und Brauchwassererwärmung. Letztendlich hängt die Entscheidung jedoch von Ihrem individuellen Verbrauch und den Gegebenheiten des Gebäudes ab.
Ein wirklich sehr interessanter und hilfreicher Artikel