Unterschiede der Solaranlagen Photovoltaik vs. Solarthermie - wo liegen die Unterschiede?

Als Synonym dient der Begriff Solaranlage, der für alle Anlagen steht, mit denen die Kraft der Sonne in nutzbare Energie, sogenannte Solarenergie, umgewandelt wird.

Photovoltaik = Strom
Solarthermie = Wärme

Photovoltaikanlage oder Solarthermie - Das Wichtigste in Kürze

Es gibt einige wesentliche Unterschiede zwischen Solaranlagen und Solarthermie.

• Photovoltaik: erzeugt Strom, Solarthermie Wärme für Heizung und Warmwasser.
• Platzbedarf: Solarthermie benötigt weniger Fläche als Photovoltaik für gleiche Energieleistung.
• Wirtschaftlichkeit: Photovoltaik bietet oft höhere Renditen durch Stromerzeugung und Einspeisung.

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Solaranlage = Anlage, die Kraft der Sonne in nutzbare Energie (Solarenergie) umwandelt

Grundsätzliche Entscheidung - Solarthermie oder Photovoltaik?

Ob die Entscheidung auf Photovoltaik oder Solarthermie fällt, hängt vor allem vom Einsatz der gewonnenen Solarenergie ab. Liegt der Planungsschwerpunkt auf der Gewinnung von Wärme, bietet sich die Solarthermie als Solaranlage in zwei verschiedenen Varianten an. Eine davon ist die Solaranlage für die Wasseraufbereitung, um beispielsweise Warmwasser zum Duschen zu erzeugen. Die zweite Variante ist die Solarthermie-Anlage zur Heizungsunterstützung. Sie produziert Warmwasser zum Einspeisen in den Heizkreislauf und Brauchwasser. Bei beiden Systemen erfolgt die Wärmegewinnung durch Solarkollektoren, wobei die produzierte Wärme bei der Solaranlage ausschließlich für den Eigengebrauch bestimmt ist.

Die Photovoltaik-Technologie produziert mittels Photovoltaikmodulen elektrische Energie. Dieser Solarstrom wird sowohl selbst verbraucht, wie auch gegen eine PV Einspeisevergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Photovoltaik-Anlagen eignen sich, abhängig von der Anlagengröße, für verschiedene Einsatzbereiche. Sie decken die Stromversorgung innovativer Heizsysteme wie Wärmepumpen-Heizanlagen (Power to heat) oder ganzer Haushalte ab.

Auf welche Solaranlage die Entscheidung fällt, hängt von weiteren Kriterien ab. So ist der Flächenanspruch von Solarthermie-Anlagen geringer als der von Photovoltaik-Anlagen.

Flächenanspruch von Solarthermie-Anlagen ist geringer als der von Photovoltaik-Anlagen

Andererseits eignet sich Photovoltaik bei der Installation von Zusatzsystemen sowohl zur Bereitstellung von Strom und Wärme. Da diese Fragestellung äußerst individuell ist, kann sie nur ein Fachmann vor Ort beantworten. Dieser ist zusätzlich in der Lage, die Zeit der Amortisation sowie die Rentabilität einer geplanten Anlage zu definieren. Informieren Sie sich auch über die Voraussetzungen und Installationsmöglichkeiten einer Photovoltaikanlage.

Solarstrom aus der Photovoltaik-Anlage

Steigendes Umweltbewusstsein und der Trend in Richtung Unabhängigkeit von externen Energieversorgern wirken sich positiv auf die Nachfrage nach Photovoltaik-Anlagen aus. So präsentieren sich immer mehr Dächer mit Photovoltaik-Modulen.

Aber ist Photovoltaik wirklich so effizient wie beschrieben? Die Antwort darauf ist ein eindeutiges Ja.

Denn die aus der Sonne gewonnene elektrische Energie erhält zu Recht eine immer größere Bedeutung. Vor allem im Hinblick darauf, dass seit neuester Zeit innovative Solarspeichersysteme zur Verfügung stehen. Diese speichern den nicht verbrauchten Strom und stellen die nötige Energie bei Bedarf zur Verfügung. Die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz der nicht verbrauchten Energie ist dadurch nicht mehr zwingend erforderlich.

Wie funktioniert Photovoltaik?

Photovoltaik (PV) wandelt Sonnenlicht direkt in Strom um, indem sie den photoelektrischen Effekt nutzt. Zur Kernkomponente einer PV-Anlage gehören die Solarzellen, die meist aus Silizium bestehen. Wenn Sonnenlicht auf die Zellen trifft, werden Elektronen aus ihren Atomverbänden gelöst und es entsteht eine elektrische Spannung. Diese kann dann als Gleichstrom genutzt oder in Wechselstrom umgewandelt werden, um elektrische Geräte zu betreiben oder ins öffentliche Netz eingespeist zu werden.

Schlüsselkomponenten Einer Photovoltaik-Anlage

• Solarzellen: Basis der Energieumwandlung.
• Wechselrichter: Wandelt Gleichstrom in Wechselstrom.
• Speichersysteme: Akkumulieren überschüssige Energie.
• Überwachungseinheiten: Kontrollieren die Systemleistung.

Die Effizienz von Solarzellen ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaik-Anlage. Sie ist abhängig von Material, Bauart und der Intensität des Sonnenlichts. Neueste Technologien und Forschungsergebnisse arbeiten stetig daran, diese Effizienz zu steigern und Solarstrom noch wirtschaftlicher zu machen.

Photovoltaik in Deutschland

In Deutschland ist die Nutzung der Photovoltaik dank des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) besonders gefördert. Dadurch sind Anreize für den Ausbau von PV-Anlagen geschaffen worden. Statistiken zeigen, dass der Anteil an erneuerbaren Energien stetig wächst und die Photovoltaik eine zentrale Rolle in der Energiewende spielt.

Die Nachhaltigkeit ist ein weiterer wichtiger Aspekt der Photovoltaik. Sie produziert keine Treibhausgase während des Betriebs und hat im Vergleich zu fossilen Brennstoffen geringere Umweltauswirkungen. Dieser umweltfreundliche Charakter trägt wesentlich dazu bei, dass die Photovoltaik eine bevorzugte Wahl für zukunftsorientierte Energiekonzepte darstellt.

Solarspeicher für kleine bis mittelgroße Photovoltaik-Anlagen

Die Effizienz und Rentabilität einer PV-Anlage für Haushalte, in denen tagsüber kaum Energie verbraucht wird, steigt mit der Einführung von Solarspeichersystemen zusätzlich. Denn in dieser Zeit produziert die Solaranlage den Großteil an elektrischer Energie. Wurde der bisher nicht verbrauchte Strom ausschließlich ins öffentliche Stromnetz eingespeist, wird er nun in speziellen Solarbatterien gespeichert und ist bei Bedarf verfügbar. Davon profitieren Betreiber von Photovoltaik-Anlagen. Denn die Schere zwischen sinkenden PV Einspeisevergütungen und kontinuierlich steigenden Strompreisen vergrößert sich zusehends.

Schere zwischen sinkenden Einspeisevergütungen und steigenden Strompreisen vergrößert sich

Daher tritt der Eigenverbrauch des mit der Solaranlage produzierten Solarstroms immer mehr in den Vordergrund.

Einen besonderen Anreiz für die Speicherinstallation setzt die KfW-Bank. Sie fördert Batteriespeichersysteme bei der Neuinstallation einer PV-Anlage sowie deren Nachrüstung mit einem Energiespeicher. Im Rahmen des Förderprogramms "Erneuerbare Energien - Speicher" erhalten Anlagenbetreiber zum aktuellen Zeitpunkt (Stand Juli 2017) eine zweiteilige Förderung. Diese setzt sich aus einem zinsgünstigen KfW-Kredit sowie einem Tilgungszuschuss des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) zusammen.

Um ein Maximum an Sonneneinstrahlung zu erzielen, ist eine spezielle nach Süden ausgerichtete Unterkonstruktion erforderlich. Dabei spielt der Neigungswinkel ebenfalls eine wichtige Rolle, der mit 30 Grad Neigung den höchstmöglichen Ertrag gewährleistet. Ein Neigungswinkel von 55 Grad sichert einen gleichbleibenden Energieertrag. Sensorische und astronomische Nachführungen dienen der zusätzlichen Ertragsoptimierung.

Da eine PV-Anlage Gleichstrom produziert, ist zwischen Lieferant und Abnehmer ein Wechselrichter erforderlich. Dieser wandelt die elektrische Energie in Wechselstrom um.

Der PV-Anlagen Standort sollten für einen optimalen Ertrag verschiedene Kriterien erfüllen (OFC Pictures /Adobe Stock)

Kriterien für eine PV-Anlage an den Standort

Nur wenn ein Standort alle erforderlichen Kriterien erfüllt, kann der Anlagenbetreiber einen optimalen Ertrag an Solarstrom erwarten. In der Regel erfolgt bereits nach durchschnittlich 12 Jahren, oft auch früher, die Amortisation der PV-Anlage.

In der Regel erfolgt bereits nach etwa 12 Jahren die Amortisation der PV-Anlage

 Bei einer Lebensdauer von ungefähr 25 Jahren ist dies ein hervorragendes Ergebnis.

• Sonnenscheindauer und damit verbunden Standort des Hauses
• Je südlicher die Dachausrichtung, umso effektiver
• Neigungswinkel des Dachs liegt zwischen 30 und 45 Grad
• Für Module verfügbare Fläche
• Verschattung durch Gebäude, hohe Bäume reduzieren den Ertrag

Vor- und Nachteile von Solarthermie und Solaranlagen im Vergleich

Solarthermie und Solaranlagen haben beide jeweils ihre unterschiedlichen Vor- und Nachteile.

Solarthermie ist besonders effizient in der Wärmegewinnung und kann gut in bestehende Heizsysteme integriert werden, während Photovoltaik flexibler in der Installation ist und die Möglichkeit bietet, Strom zu erzeugen und ins Netz einzuspeisen. Beide Technologien tragen zum Klimaschutz bei und können langfristig Kosten einsparen.

Vorteile von Solarthermie

Solarthermieanlagen bieten zahlreiche Vorteile, die insbesondere in Hinblick auf Heizkosten und ökologische Nachhaltigkeit überzeugen. Einer der größten Vorteile ist die Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme. Sie erreichen je nach System und Technologie Wirkungsgrade von bis zu 70-90%, während herkömmliche Photovoltaikanlagen typischerweise Effizienzen von 15-20% aufweisen.

Neben der beeindruckenden Effizienz profitieren Nutzer von Solarthermieanlagen von:

• Reduzierten Energiekosten: Nach der anfänglichen Investition können Hausbesitzer deutliche Einsparungen bei den Heizkosten erzielen.
• Kombinierbarkeit mit bestehenden Heizsystemen: Solarthermie lässt sich problemlos in bestehende Heizungsanlagen integrieren und kann diese entlasten.
• Geringer Wartungsaufwand: Die Systeme sind weitgehend wartungsarm und somit benutzerfreundlich.

Durch den Einsatz von Solarthermie tragen Verbraucher aktiv zur Verringerung von CO2-Emissionen bei. In Deutschland, wo die Energiewende eine zunehmend wichtige Rolle spielt, können Hausbesitzer die CO2-neutrale Heizungsalternative nutzen, um ihren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern.

Der technologische Fortschritt ermöglicht es Solarthermieanlagen zudem, auch bei weniger optimalen Lichtverhältnissen noch effektiv zu arbeiten. Ein Vergleich der durchschnittlichen Jahressonnenstunden in verschiedenen Regionen Deutschlands zeigt, dass selbst Gebiete mit geringerer Sonneneinstrahlung von der Solarthermie profitieren können.

Die staatlichen Förderprogramme in Deutschland machen Solarthermie für Verbraucher noch attraktiver. Förderungen können die Anschaffungskosten erheblich reduzieren, was den finanziellen Anreiz für den Umstieg auf erneuerbare Heiztechnologien steigert.

Solarthermieanlagen sind nicht nur für Neubauten geeignet, sondern können auch in Bestandsgebäude integriert werden, was diese Technologie vielseitig einsetzbar macht. Durch ihre Langlebigkeit und die fortschrittlichen Speichermöglichkeiten, wie zum Beispiel saisonale Wärmespeicher, können Anlagenbetreiber langfristig von der Sonnenenergie profitieren.

Nachteile von Solarthermie

Obwohl Solarthermieanlagen zahlreiche Vorteile bieten, gibt es auch einige Nachteile zu berücksichtigen. Zu den Hauptnachteilen von Solarthermie gehört, dass die Effizienz stark von den Wetterbedingungen abhängen kann. Schlechte Wetterbedingungen wie bewölkte Tage oder lange Winterperioden können die Wärmegewinnung erheblich einschränken. Dies bedeutet, dass in manchen Regionen ergänzende Energiequellen notwendig sein können, um eine konstante Wärmeversorgung zu gewährleisten.

Ein weiterer Punkt ist der Installationsaufwand. Solarthermische Anlagen erfordern einen gewissen Platzbedarf für die Kollektoren sowie die Installation eines Speichertanks. In bestehenden Gebäuden kann dies eine Herausforderung darstellen und zusätzliche Kosten verursachen, die im Vergleich zu Photovoltaikanlagen signifikant sind.

Zusätzlich erfordern Solarthermieanlagen regelmäßige Wartung, um die Effizienz und Leistung aufrechtzuerhalten. Insbesondere die Hydrauliksysteme und Pumpeinheiten sind anfällig für Verschleiß und müssen von Zeit zu Zeit gewartet oder ersetzt werden.

Zudem ist die technologische Entwicklung der Solarthermie im Vergleich zur Photovoltaik etwas langsamer vorangeschritten. Die Fortschritte in Effizienz und Anwendungsmöglichkeiten sind zwar vorhanden, aber nicht im selben Maße wie bei Photovoltaiksystemen, die kontinuierliche Verbesserungen und Kostendegression erfahren.

Obwohl diese Nachteile bei der Bewertung der Gesamtsituation in Betracht gezogen werden müssen, hängt die Entscheidung für oder gegen eine Solarthermieanlage letztendlich von individuellen Faktoren, wie Dachgegebenheiten, regionaler Sonneneinstrahlung und persönlichen Präferenzen, ab. Eine gründliche Analyse und Beratung durch Fachleute kann dabei helfen, die beste Entscheidung für die jeweiligen Bedürfnisse und Rahmenbedingungen zu treffen.

Vorteile von Photovoltaik

Photovoltaikanlagen bieten zahlreiche attraktive Vorteile, die sie zu einer beliebten Wahl für die Erzeugung von erneuerbarer Energie machen. Einer der Hauptvorteile ist ihre Fähigkeit, umweltfreundlichen Strom zu erzeugen, ohne dabei schädliche Emissionen freizusetzen. Dies trägt signifikant zur Reduktion des CO2-Fußabdrucks und zum Klimaschutz bei. Darüber hinaus benötigen Photovoltaiksysteme keine Brennstoffe wie Gas oder Öl, was zu einer Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und somit zur Stärkung der Energieautonomie führt.

Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität bei der PV-Installation. Photovoltaikanlagen lassen sich auf nahezu jedem Dach anbringen und können auch in Form von Solarkraftwerken oder als Teil von BIPV (Building Integrated Photovoltaics) in die Architektur integriert werden. Zudem ist die Technologie skalierbar, was bedeutet, dass die Größe der Anlage den individuellen Strombedürfnissen angepasst werden kann, ohne dass die Effizienz darunter leidet.

Wirtschaftlich gesehen bieten Photovoltaikanlagen Vorteile durch die Einspeisung des überschüssigen Stroms ins öffentliche Netz. Eigentümer können sich so eine zusätzliche Einkommensquelle sichern, indem sie die Differenz zwischen der erzeugten und der verbrauchten Energie vergütet bekommen. In Deutschland wird dies durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und entsprechende Einspeisetarife unterstützt, was die Investition in Photovoltaik noch attraktiver macht.

Die Langlebigkeit und der geringe Wartungsaufwand sind weitere Pluspunkte. Photovoltaikmodule haben in der Regel eine Garantie von bis zu 25 Jahren und können mit minimaler Wartung über Jahrzehnte hinweg eine konstante Leistung bieten. Die Betriebs- und Unterhaltungskosten für eine Photovoltaikanlage sind vergleichsweise niedrig.

Aufgrund technologischer Entwicklungen steigt auch die Effizienz von Photovoltaikmodulen kontinuierlich an. Modernste Anlagen sind dazu in der Lage, auch an Tagen mit geringer Sonneneinstrahlung und während der Wintermonate eine beachtliche Energiemenge zu produzieren.

Nachteile von Photovoltaik

Beim Vergleich von Solarthermie und Photovoltaik darf man nicht übersehen, dass auch Photovoltaikanlagen trotz ihrer vielen Vorteile einige Nachteile mit sich bringen.

Zunächst einmal erfordern Photovoltaikanlagen eine beträchtliche Anfangsinvestition. Die Kosten für die Anschaffung und Installation können je nach Größe der Anlage und Qualität der Komponenten hoch sein. Dies stellt insbesondere für Privathaushalte eine bedeutende finanzielle Hürde dar, obwohl staatliche Zuschüsse und Förderungen die Belastung mindern können.

Verschattungen können ebenfalls die Leistung von Photovoltaikanlagen beeinträchtigen. Bäume, benachbarte Gebäude oder einfach geografische Gegebenheiten, die Schatten werfen, reduzieren die Effizienz und damit den Energieertrag einer Photovoltaikanlage. Dies führt zu einer erhöhten Sensibilität hinsichtlich des Standorts und der Ausrichtung der Solarpanels.

Ein weiterer Punkt ist die Abhängigkeit von den Wetterbedingungen und der Tageszeit. Obwohl moderne Photovoltaiksysteme auch bei bewölktem Himmel und diffusen Lichtverhältnissen Strom erzeugen können, ist die Leistung an sonnigen Tagen signifikant höher. Nachts oder bei sehr schlechtem Wetter wird jedoch keine Energie produziert, was die Notwendigkeit einer alternativen Energiequelle oder Speicherlösung aufzeigt.

Die Lebensdauer der Solarmodule und Wechselrichter, welche meist zwischen 20 und 25 Jahre beträgt, kann auch als Nachteil gesehen werden, da nach dieser Zeitperiode eine Erneuerung oder ein Austausch erforderlich ist. Zwar sind sie langlebig, doch sie verlieren über die Jahre hinweg an Wirksamkeit, was die langfristige Rentabilität beeinflusst.

Letztlich müssen Eigentümer von Photovoltaikanlagen auch den Wartungsaufwand sowie die Reinigung der Solarpanele berücksichtigen. Obwohl dieser im Vergleich zu anderen Energiequellen gering ist, können Verschmutzungen, wie Staub oder Vogelkot, die Effizienz der Anlage beeinträchtigen und sollten nicht vernachlässigt werden.

Solarthermie oder Solaranlage - Welches System soll ich wählen?

Bei der Entscheidung zwischen Photovoltaik (PV) und Solarthermie müssen Interessierte verschiedene Faktoren berücksichtigen. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht in Strom um, der entweder direkt verbraucht oder ins öffentliche Netz eingespeist und vergütet wird. Die Amortisation solcher Anlagen wird durch die Einsparung von Stromkosten und mögliche Einspeisevergütungen begünstigt, wobei eine vollständige Amortisation häufig innerhalb von etwa 10 Jahren erreicht wird. Sie bieten die Möglichkeit, die erzeugte Energie flexibel für verschiedene Zwecke zu nutzen, darunter Haushaltsgeräte, E-Mobilität und sogar Wärmegewinnung​​​​.

Solarthermieanlagen hingegen nutzen Sonnenlicht, um Wärme für Warmwasser und Heizung zu erzeugen. Sie haben im Vergleich zu Photovoltaikanlagen geringere Anschaffungskosten, allerdings ist ihre Amortisationszeit mit etwa 20 Jahren länger. Ein wesentlicher Nachteil ist, dass überschüssige Wärme nicht genutzt oder ins Netz eingespeist werden kann, was bei Photovoltaikanlagen durch die Einspeisevergütung möglich ist​​.

Die Kombination beider Systeme auf einem Dach ist möglich und wird sogar empfohlen, um sowohl den Strom- als auch den Wärmebedarf eines Haushalts umweltfreundlich zu decken. Dies maximiert die Nutzung der Solarenergie und erhöht die Energieautarkie des Haushalts. Hybridkollektoren, die beide Technologien vereinen, produzieren gleichzeitig Strom und Wärme, müssen jedoch hinsichtlich der Effizienz bei unterschiedlichen Temperaturen sorgfältig geplant werden​​.

Kombinierte Kraft: Solaranlage trifft Solarthermie

Die Integration von Photovoltaik- und Solarthermiesystemen bietet eine umfassende Lösung zur Maximierung der Energieeffizienz für Haushalte und Unternehmen. Diese kombinierten Systeme nutzen die Sonnenenergie nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch zur Wärmeerzeugung, was die Abhängigkeit von herkömmlichen Energiequellen signifikant reduziert. Während die Photovoltaikanlage den benötigten Strom liefert, erzeugt die Solarthermie warmes Wasser und unterstützt die Heizsysteme. Diese Synergie ermöglicht eine optimale Nutzung des Dachraums und steigert die Eigenverbrauchsquote des selbst erzeugten Stroms. Darüber hinaus bietet die Kombination finanzielle Einsparungen durch reduzierte Energiekosten und mögliche staatliche Förderungen. Eine solche ganzheitliche Herangehensweise an erneuerbare Energien ist ein wichtiger Schritt in Richtung eines energieautarken Zuhauses und trägt zum Umweltschutz bei.

Wie funktioniert Solarthermie?

Solarthermie ist ein Verfahren, bei dem die Sonnenenergie genutzt wird, um Wärme zu erzeugen. Dies geschieht durch Solarthermische Kollektoren, die auf Dächern oder freistehenden Flächen installiert sind. Diese Kollektoren bestehen aus Absorberflächen, die Sonnenstrahlung aufnehmen und in Wärme umwandeln. Die Wärme wird dann mittels eines Wärmeträgermediums, oft Wasser mit Frostschutzmittel oder eine spezielle Flüssigkeit, durch ein System von Rohren transportiert.

Die im Absorber generierte Wärmeenergie wird über den Wärmeträger zu einem Wärmetauscher geleitet. Hier wird die Wärme an das Brauchwasser- oder Heizsystem des Hauses übertragen. Modernste Regelsysteme sorgen dafür, dass die Wärme optimal genutzt wird. Der wesentliche Vorteil dabei ist, Heizkosten zu sparen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Die Effektivität des Systems hängt stark von der Isolation und der Effizienz des vorhandenen Heizsystems ab.

Ein entscheidender Faktor für die Leistungsfähigkeit solarthermischer Anlagen ist die Ausrichtung der Kollektoren. Idealerweise sollten diese nach Süden ausgerichtet sein, um die Sonneneinstrahlung maximal zu nutzen. Auch der Neigungswinkel spielt eine wichtige Rolle, der je nach geografischer Lage und Jahreszeit angepasst werden kann, um die Effizienz zu maximieren.

Es existieren unterschiedliche Typen von Solarthermie-Kollektoren, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind:

• Flachkollektoren
• Röhrenkollektoren
• Luftkollektoren

Jeder Kollektortyp hat seine spezifischen Vor- und Nachteile, welche die Auswahl abhängig vom Einsatzgebiet und den persönlichen Präferenzen bestimmen. Flachkollektoren beispielsweise sind weit verbreitet aufgrund ihrer einfachen Bauweise und ihres günstigen Preises, während Röhrenkollektoren effizienter sind, aber auch höhere Anschaffungskosten haben.

Neben der umweltschonenden Wärmeerzeugung ist die CO₂-Ersparnis ein signifikanter Aspekt der Solarthermie. Durch die direkte Nutzung von Sonnenenergie können Haushalte ihren Kohlenstoff-Fußabdruck deutlich verringern und so aktiv zum Klimaschutz beitragen.

Solarthermie für die Wärmeproduktion

Eine Solaranlage wie die Solarthermie-Anlage ist ausschließlich darauf ausgerichtet, aus der verfügbaren Sonnenenergie Wärme zu produzieren. Dieses verhältnismäßig einfache Prinzip machten sich bereits die Griechen und Römer zunutze und erwärmten mit der Kraft der Sonne Wasser. Heute weisen diese umweltschonenden Anlagen einen sehr breiten Einsatzbereich auf. Sie eignen sich für die Versorgung mit Warmwasser oder zur Unterstützung von Heizsystemen in Ein- und Mehrfamilienhäusern.

Solarthermie zur Warmwasserbereitung

Wird die Solaranlage ausschließlich zur Warmwasserbereitung genutzt, reicht eine verhältnismäßig kleine verfügbare Dachfläche dafür aus. Vor allem im Sommer ist sie in der Lage, den kompletten Warmwasserbedarf zu decken, während im Winter die Unterstützung eines Heizsystems erforderlich ist. Daher ist die Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung immer eine Kombination aus zwei Systemen - bestehend aus der Solarthermie-Anlage als Unterstützung und das Heizsystem als Hauptkomponente.

Ein wichtiges Element ist der gemeinsame Warmwasserspeicher. Von hier aus wird das durch die Solarthermie oder die Heizanlage erwärmte Wasser entnommen. Innovative Steuergeräte überwachen die Speichertemperatur und schalten die Heizanlage erst dann zu, wenn die Wassertemperatur auf einen vorher definierten Temperaturbereich abfällt.

Bereits eine Kollektorfläche von vier bis sechs Quadratmetern reicht aus, um im Sommer ein Einfamilienhaus ohne Zuschalten der Heizung mit Warmwasser zu versorgen

Obwohl die im Winter dafür verfügbare Sonnenenergie nicht ausreicht, reduzieren sich die Verbrauchskosten signifikant.

Auf das ganze Jahr berechnet deckt eine Solarthermie-Anlage zur Warmwasserbereitung ungefähr 60 Prozent des Gesamtbedarfs

Unter dem Aspekt der Rentabilität und der Amortisation einer Solaranlage sollte unbedingt darauf verzichtet werden, die Solarthermie-Anlage zu groß zu dimensionieren. Informieren Sie sich auch über die Voraussetzungen für eine Solarthermie Installation.

Solarthermie zur Heizungsunterstützung

Dient die Solarthermie-Anlage zusätzlich als Heizunterstützung, ist eine wesentlich größere Kollektorfläche erforderlich.

In der Regel benötigt ein Einfamilienhaus eine Fläche von acht bis 16 Quadratmetern aus Solarthermie-Kollektoren. Bei einem gut wärmegedämmten Haus liefert die Solarthermie dann ungefähr 30 Prozent der erforderlichen Heizwärme.

Auch hier sorgt eine intelligente Steuer- und Regeltechnik dafür, dass im ersten Schritt die über die Solarthermie produzierte Wärme verbraucht wird, bevor die Heizanlage in Betrieb geht.

Besonderes Augenmerk verdient der Pufferspeicher beim Einsatz der Solarthermie als Heizungsunterstützung, da dieser eine bestimmte Größe voraussetzt. Im Idealfall handelt es sich um ein Tank-in-Tank-System. Bei diesen Kombispeichern befindet sich innerhalb eines großen Pufferspeichers für das Heizwasser ein kleiner Speicher für das Brauchwasser zum Duschen und allgemeinen Verbrauch.

Besonders effizient ist die Kombination einer Solaranlage für Solarthermie mit innovativen Heizsystemen wie Wärmepumpe oder Pelletheizung. Noch effizienter sind Solaraktivhäuser. Hier deckt die Solaranlage, bestehend aus Solarthermie und Photovoltaik den gesamten Wärmebedarf ab.

Solaranlage oder Solarthermie - Standortabhängigkeit der Systeme

Solarthermie und Photovoltaik unterscheiden sich maßgeblich hinsichtlich ihrer Abhängigkeit vom Standort. Die Effizienz von Solarthermieanlagen ist stark geprägt von der regionalen Sonneneinstrahlung und klimatischen Bedingungen. Standorte mit regelmäßiger und intensiver Sonneneinstrahlung erhöhen die Effektivität der Wärmegewinnung, was besonders für südliche Regionen zutrifft.

Im Gegensatz dazu ist die Leistung von Photovoltaikanlagen weniger anfällig gegenüber kurzfristigen Schwankungen des Wetters. Sie sind in der Lage, auch bei diffusem Licht elektrische Energie zu erzeugen. Allerdings beeinflusst die geografische Ausrichtung die Stromausbeute deutlich. Idealerweise sollten die Solarmodule nach Süden ausgerichtet sein und einen Neigungswinkel aufweisen, der dem Breitengrad des Standorts entspricht, um die Sonneneinstrahlung optimal zu nutzen.

Die Entscheidung für eines der beiden Systeme sollte daher eine genaue Analyse des Standorts einschließen. Folgende Aspekte sind dabei zu berücksichtigen:

• Geografische Lage: Bestimmt die durchschnittliche Sonneneinstrahlung und die Dauer der Sonneneinstrahlung pro Tag.
• Klima: Einfluss von Temperatur und Wetter auf die Systemeffizienz.
• Ausrichtung und Neigung: Optimierung des Einfangens von Sonnenlicht.
• Schattenwurf: Vermeidung von Verschattungen durch Bäume, Gebäude oder andere Strukturen.

Beide Systeme können durch eine sorgfältige Planung und Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten effizient gestaltet werden. Während in Regionen mit weniger Sonnenstunden und höherer Bewölkung Photovoltaikanlagen Vorteile aufweisen können, sind in besonders sonnenreichen Gebieten Solarthermieanlagen oft die bessere Wahl. Letztendlich ermöglicht eine individuelle Standortbewertung durch Fachleute die optimale Auswahl und Ausrichtung des gewählten Systems zur Gewährleistung der bestmöglichen Leistung.

Kosten und finanzielle Aspekte

Bei der Entscheidung zwischen Solarthermie und Photovoltaik spielen auch die Initialkosten und die langfristigen finanziellen Aspekte eine wesentliche Rolle. Grundsätzlich sind die Anschaffungs- und Installationskosten für Solarthermieanlagen niedriger als die für Photovoltaikanlagen. Dies kann jedoch je nach Größe des Haushalts und den individuellen Energiebedürfnissen variieren.

Für Photovoltaikanlagen fallen meist höhere Anfangsinvestitionen an. Die Gesamtkosten einer Photovoltaikinstallation setzen sich aus verschiedenen Komponenten zusammen, darunter die Solarpanele, Wechselrichter, Montagesysteme und eventuell Speicherbatterien. Allerdings sollte bei der Betrachtung der Kosten für Photovoltaikanlagen auch der Aspekt der Einspeisevergütung beachtet werden, die dem Anlagenbesitzer eine zusätzliche Einnahmequelle bietet, indem der nicht selbst genutzte Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird.

Staatliche Zuschüsse und Förderprogramme können die Investitionssumme für beide Technologien signifikant reduzieren. Beispielsweise gibt es die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), die Investitionen in Solarthermie unterstützt oder das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), das die Einspeisung von Solarstrom fördert.

Die Betriebskosten beider Systeme sind in der Regel gering, da sie größtenteils wartungsarm sind. Bei der Solarthermie kann es zu zusätzlichen Kosten für gelegentliche Wartungsarbeiten oder Ersatzteile kommen. Photovoltaikanlagen benötigen insbesondere eine regelmäße Reinigung der Module, um Effizienzverluste zu vermeiden.

Abschließend werden noch die möglichen Energiekosteneinsparungen durch die Nutzung von Sonnenenergie betrachtet. Während Solarthermieanlagen typischerweise den Warmwasserbedarf und einen Teil der Heizkosten decken, können Photovoltaikanlagen den Haushalten helfen, sich gegen steigende Strompreise abzusichern und durch Eigenverbrauch des erzeugten Stroms die Abhängigkeit von externen Energieversorgern zu verringern.

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