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Sonnenenergie : Energiewende im eigenen Haus: Lieber per Photovoltaik- oder Solarthermieanlage?
Seitdem die Energiepreise ungebremst steigen, denken viele Wuppertaler über einen Umstieg auf grüne Alternativen zu konventionellem Strom und Öl- sowie Gasheizungen nach. Ob es um Systeme wie Pellet-Heizungen oder Heiztechniken wie Fernwärme geht: Nicht nur für den Geldbeutel rentieren sich beim Heizen heutzutage Lösungen, die ohne fossile Brennstoffe auskommen. Eine davon ist die Solarthermie. Allerdings sind entsprechende Anlagen kostspielig und in einigen Punkten von konventionellen Photovoltaikanlagen zu unterscheiden. Auch letztere lassen einen Umstieg auf grüne Heizalternativen zu. Denn mit dem gewonnenen Strom können Wärmepumpen betrieben werden. Was lohnt eher – eine Photovoltaik- oder Solarthermieanlage?
Wirkungsgrad & Co: So unterscheiden sich Photovoltaik- und Solarthermieanlagen
Knapp 2,5 Millionen deutsche Haushalte und Unternehmen erzeugen im Jahr 2022 per Photovoltaikanlage eigenen Strom. Wegen der hohen Einspeisevergütung war dies für Privathaushalte bis zur Kürzung der Subvention zweifelsohne lohnenswert. Mittlerweile hat sich die Lage verändert: Nur bei hohem Eigenverbrauch lohnen Photovoltaikanlagen noch immer wesentlich. Wer über Stromspeicher verfügt, kann den Eigenverbrauch massiv erhöhen. Ähnliches gilt für Haushalte, die über die Photovoltaik eine Wärmepumpe betreiben. Ob sich dieses Vorgehen eher lohnt als die Anschaffung einer Solarthermieanlage, lässt sich nicht pauschal beantworten. Neben dem Wirkungsgrad der beiden Anlagen selbst spielen viele weitere Faktoren eine Rolle: darunter beispielsweise der durchschnittliche Stromverbrauch im eigenen Haushalt. Denn Solarthermieanlagen stellen anders als Photovoltaikanlagen keinen grünen Strom zur Verfügung. Sie wandeln das einfallende Sonnenlicht stattdessen direkt in Wärme um – und das zu etwa 80 Prozent. Weil bei der Wassererwärmung Verluste auftreten, beträgt der Wirkungsgrad der Gesamtanlage rund 50 Prozent. Photovoltaik-Module haben im Vergleich dazu lediglich einen 20-prozentigen Wirkungsgrad. Denn die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom ist komplizierter als die in Wärme. Erhebliche Verluste treten so automatisch auf. Pro Quadratmeter Dachfläche produzieren Solarthermieanlagen so rund 2,5-mal so viele Kilowattstunden Wärme, wie Photovoltaikanlagen Strom liefern.
Vorsicht: Dachausrichtung und Größe der Dachfläche beachten!
Auch der höchste Wirkungsgrad der Anlage hilft wenig, wenn keine geeigneten Dachflächen zur Verfügung stehen. Während Photovoltaikanlagen auch auf anders ausgerichteten Dächern installiert werden können, sind Solarthermieanlagen wesentlich von einer Südausrichtung des Daches abhängig. Auch die Größe der Dachfläche spielt bei der Entscheidung zwischen Photovoltaik- und Solarthermieanlagen eine Rolle.
Speichermedien sind entscheidend
Grundsätzlich gilt trotz angestiegener Gas- und Ölpreise: Eine Kilowattstunde Haushaltsstrom kostet noch immer mehr als eine Kilowattstunde Wärme. Je höher also der eigene Stromverbrauch, desto lohnender sind Photovoltaikanlagen im Vergleich zur Solarthermieanlagen. Ebenfalls ausschlaggebend für die Deckung des Eigenverbrauchs sind bei beiden Anlagen geeignete Speichertechnologien. In den Mittagsstunden sonniger Sommertage erreichen beide Systeme ihr Leistungsmaximum. Weil die gewonnene Energie jedoch in beiden Fällen nicht sofort verbraucht wird, sind Zwischenspeicher erforderlich. Pufferspeicher der Heizung sind im Falle der Solarthermieanlage günstigere Technologien als die Stromspeicher, die eine Photovoltaikanlage benötigt. Wer die volatil Strom erzeugende Photovoltaik allerdings mit Wärmepumpen kombiniert, kann die gewonnene Energie in Form von Heizwärme zwischenspeichern. So stellen die kurzfristig schwankenden Stromeinspeisungen kein Problem mehr für die Stromnetze dar und Leistungsspitzen in der Stromerzeugung werden geglättet. Insofern sind Photovoltaikanlagen Solarthermie-Systemen im Hinblick auf die Speicherfähigkeit nicht zwingend unterlegen.
Kombinationen sind manchmal die beste Lösung
Die Anwendungsgebiete von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen überschneiden sich seit der Einführung der Wärmepumpe deutlich. Unter bestimmten Umständen nehmen sich die beiden Anlagen nicht viel und haben beide ihre Vor- und Nachteile. Wenig überzeugend wäre es beispielsweise, eine Photovoltaikanlage nur zu Heizzwecken anzubringen. Nutzt man den erzeugten Strom nicht auch für andere Dinge als die Wärmepumpe, so sind Solarthermieanlagen die bessere Alternative. Durchgesetzt hat sich das kombinierte System aus Photovoltaik und Wärmepumpe insbesondere in Neubauten. Die Energieeinsparverordnung enthält für solche Häuser strenge Vorgaben hinsichtlich des Primärenergiebedarfs. Im Hinblick auf das Heizen lassen sich jene auch mit Solarthermie erfüllen. Weil solche aber keinen grünen Strom zur Verfügung stellen, sind über Solaranlagen betriebene Wärmepumpen hier ungeschlagen. Theoretisch lassen sich Photovoltaik- und Solarthermieanlagen auch miteinander kombinieren, um bestmögliche Effizienz im Hinblick auf das Heizen und die Stromversorgung zu erzielen. Dazu wird die Dachfläche zwischen Solarkollektoren und Solarmodulen aufgeteilt. Energieberater klären, ob sich diese Möglichkeit sinnvoll umsetzen lässt.
Experten-Tipp zur Kombination von Solarthermie und Photovoltaik
Alternativ zu Einzelmodulen und Kollektoren können bei kombinierten Solarthermie-Photovoltaik-Anlagen auch Hybridkollektoren zum Einsatz kommen. Dabei handelt es sich um Kollektoren, hinter denen Solarmodule liegen. Der Solarthermie-Kollektor nutzt dabei jene Strahlungsanteile, die vom Solarmodul nicht genutzt werden. Auf diese Weise steigt der Wirkungsgrad aller installierten Solarmodule, weil sie bei niedrigeren Temperaturen besser arbeiten und Wärme automatisch in den Heizkreislauf abgeführt wird.
