Der Unterschied zwischen Solar und Photovoltaik besteht darin, dass Photovoltaik eine Art der solaren Energieerzeugung darstellt. Solar ist hingegen der Oberbegriff für Photovoltaik und Solarthermieanlagen, denn beide nutzen die Kraft der Sonne zur Energiegewinnung. Bei Photovoltaik wird Strom erzeugt und bei Solarthermie Wärme.
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Vergleich: Solarthermie oder Photovoltaik
Geht es um die Frage "Solarthermie oder Photovoltaik", muss entschieden werden, welche Art der Energie erzeugt werden soll. Solarthermie nutzt die Energie der Sonne und wandelt sie in Wärme um. Die Wärme kann zum Heizen oder für die Warmwasseraufbereitung genutzt werden. Photovoltaik dagegen erzeugt mithilfe des Sonnenlichts Strom.
Schauen wir uns die weiteren Unterschiede genauer an.
Unterschiedliche Nutzung
Sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikanlagen werden auf dem Hausdach installiert und haben ihre jeweiligen Vor- und Nachteile. Eine Photovoltaik-Anlage benötigt mehr Dachfläche, Solarthermie-Kollektoren sind dafür teurer. Ihre Entscheidung sollte sich nach Ihren individuellen Anforderungen richten.
Sofern Sie ausreichend Dachfläche zur Verfügung haben, können Sie auch über eine Kombination beider Systeme nachdenken. Eine kombinierte Installation und Nutzung sind problemlos möglich.
Nutzung Photovoltaik
Mit Photovoltaik lässt sich elektrische Energie erzeugen, die entweder im eigenen Haushalt genutzt oder verkauft werden kann. Verkauft wird der Strom, indem er ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Sie erhalten dafür eine Einspeisevergütung von Ihrem Netzanbieter. Diese ist in den letzten Jahren jedoch stark gesunken und der Strompreis dagegen gestiegen. Die meisten Besitzer einer PV-Anlage setzen deshalb auf den Eigenverbrauch des Stroms, da dies wirtschaftlicher ist und langfristig einiges an Stromkosten spart.
Den Strom aus Ihrer Photovoltaik können Sie nicht nur für elektrische Geräte nutzen, sondern zusätzlich auch zum Heizen oder um Ihr Brauchwasser zu erwärmen. Dies geht zum Beispiel mit einem elektrischen Heizstab oder in Kombination mit einer Wärmepumpe. Diese Kombination erhöht zusätzlich Ihren Eigenverbrauch, da Sie mehr von Ihrem Solarstrom selbst verbrauchen. Ein zusätzlicher Stromspeicher stellt Ihnen den eigenen Solarstrom sogar nachts zur Verfügung.
Nutzung Solarthermie
Bei Solarthermie wird die Wärme der Sonne genutzt, um das Heizungssystem zu unterstützen oder das Brauchwasser aufzubereiten. Solarthermieanlagen können keine Wärme zum Verkauf produzieren und sind nur für den Eigenbedarf gedacht. Solarthermieanlagen können einen Großteil des Wärmebedarfs für die Warmwasseraufbereitung zur Verfügung stellen, für den kompletten Heizwärmebedarf reicht es meistens jedoch nicht aus.
Dies hängt jedoch auch von der Gebäudeart ab. Neubauten haben in der Regel einen geringeren Heizwärmebedarf als Altbauten. Das liegt zum Teil an einer besseren Wärmedämmung und an neueren Heizungssystemen.
Unterschiedliche Funktionsweise
Sowohl Photovoltaikmodule als auch Solarthermiemodule bestehen aus mehreren Schichten. In den Photovoltaikmodulen sind Solarzellen für die Stromproduktion verantwortlich. Die Solarthermie-Kollektoren bestehen hingegen aus Röhren, die eine spezielle Flüssigkeit für den Wärmetransport haben.
Funktion Photovoltaik
Photovoltaik funktioniert mit dem Einfall von Sonnenlicht auf die PV-Zellen. Durch das Licht setzen sich die Elektronen in Bewegung und es entsteht Gleichstrom. Im Wechselrichter wird der Gleichstrom dann in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt. Von dort aus läuft der Strom zum Stromzähler und schließlich zum Verbrauchen ins Hausstromnetz oder zum Stromspeicher.
Funktion Solarthermie
Solarthermie funktioniert durch das infrarote Lichtspektrum der Sonne. Die Röhren der Kollektoren nehmen die Strahlung auf und erwärmen eine spezielle Flüssigkeit im Inneren. Die warme Flüssigkeit wird abgeleitet und zu einem Speicher mit Wasser geführt. Im Speicher wird die Wärme auf das Wasser übertragen und dann in den Heizkreislauf gepumpt.
PV-Module und Solarthermie-Kollektoren auf dem Dach
Benötigte Dachfläche
Die benötigte Dachfläche bei Solarthermie und Photovoltaik unterscheidet sich stark. Photovoltaik benötigt wesentlich mehr Solarmodule, da diese einen geringeren Wirkungsgrad haben. Solarthermieanlagen kommen dagegen schon mit wenigen Quadratmetern aus. Zusätzlich lohnt es sich bei Photovoltaik oft, die ganze Dachfläche zu belegen, da in Relation die Kosten mit steigender Anzahl der PV-Module sinken.
So viel Dachfläche benötigt Photovoltaik
Bei Photovoltaik wird eine Dachfläche von etwa 50 m² benötigt, um einen jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh zu decken. Dies entspricht dem durchschnittlichen Verbrauch eines Einfamilienhauses. Im Schnitt kann man mit einer Leistung von 1 kWp pro 5 m² Fläche mit Photovoltaikmodulen ausgehen. Dazu kommen noch die benötigten Abstandsflächen.
So viel Dachfläche benötigt Solarthermie
Bei Solarthermie hängt die Größe der Dachfläche von der Art und der Nutzung des Kollektors ab. Ein Flachkollektor benötigt 4,5 bis 7,5 m², um den Warmwasserbedarf von 3 bis 5 Personen zu decken. Ein Röhrenkollektor benötigt nur 4 bis 6 m². Für die Heizungsunterstützung werden 7 bis 11 m² beim Flachkollektor und 5 bis 9 m² Dachfläche beim Röhrenkollektor benötigt.
Unterschiedlicher Wirkungsgrad
Solarthermieanlagen haben mit 60% – 90% einen höheren Wirkungsgrad als Photovoltaikanlagen. Bei diesen liegt der Wirkungsgrad bei 15 - 20%. Photovoltaik hat ebenfalls eine anspruchsvollere Technik, diese lässt sich jedoch einfacherer installieren, da es Fertigmodule gibt. Bei Solarthermie müssen dagegen Rohre verlegt werden und ein Kessel und eine Pumpe installiert werden.
Wirkungsgrad Photovoltaik
Der Wirkungsgrad von Photovoltaik liegt je nach Modulart bei 10-25%. Monokristalline Solarmodulen haben mit bis zu 25% den höchsten Wirkungsgrad. Sie sind auch die teuersten PV-Module. Polykristalline Module haben einen Wirkungsgrad von rund 16% und sind etwas günstiger. Bei Dünnschichtmodulen liegt der Wirkungsgrad zwischen 10 und 13%.
Wirkungsgrad Solarthermie
Der Wirkungsgrad bei Solarthermie hängt von der Art des Kollektors und der Neigung zur Sonne ab. Bei Flachkollektoren liegt der Wirkungsgrad zwischen 60% und 85%. Bei Röhrenkollektoren ist sogar ein Wirkungsgrad von 90% erreichbar. Röhrenkollektoren sind zu dementsprechend teurer.
Photovoltaik und Solarthermie im Kostenvergleich
Für Einfamilienhäuser liegen die Kosten bei Photovoltaik je nach Anlagengröße zwischen 5.000 € und 15.000 €. Darin sind Montage, Installation und Inbetriebnahme enthalten. Die Kosten für Solarthermie für Warmwasser liegen bei 5.000 €. Für Heizung und Warmwasser sind es rund 10.000 €.
Kosten Photovoltaik
Eine kleinere 5 kWp Anlage kann den durchschnittlichen Jahresverbrauch eines Einfamilienhauses decken. Pro Kilowattpeak Leistung der Photovoltaik entstehen Kosten zwischen 1.000 € und 1.800 €. Eine 5 kWp Photovoltaik kostet demnach etwa 7.000 €. Ein zusätzlicher Stromspeicher kostet nochmal knapp 5.000 € extra. Mit Förderungen lassen sich die Kosten reduzieren.
Kosten Solarthermie
Die Kosten für Solarthermie hängen davon ab, ob die Anlage nur für Warmwasser gedacht ist oder ob auch die Heizung unterstützt werden soll. Für die Aufbereitung von Warmwasser in einem Einfamilienhaus fallen Kosten von etwa 5.000 € an. Für Warmwasser und die Heizungsunterstützung sind es rund 10.000 €.
Hybridmodule: Solarthermie und Photovoltaik kombinieren
Solarthermie und Photovoltaik lassen sich gut kombinieren. Dies geht mit zwei separaten Anlagen oder mit sogenannten Hybridmodulen (auch PVT-Module genannt). Ein Hybridmodul besteht aus oben liegenden Photovoltaikmodulen, die das Sonnenlicht auffangen, und den darunter liegenden Solarkollektoren, die die Wärme aufnehmen. Strom und Wärme werden auf diese Weise gleichzeitig produziert.
Hybridmodule sind besonders gut geeignet, wenn ganzjährig und insbesondere im Sommer viel Wärme benötigt wird. In einem Privathaushalt ist dies eher unwahrscheinlich, da der Warmwasserverbrauch beschränkt und der Wärmebedarf zumeist nur im Winter besteht. Hybridmodule eignen sich deshalb eher für Einrichtungen wie öffentliche Schwimmbäder, Krankenhäuser oder Hotels.
Für Ein- und Mehrfamilienhäuser lohnt sich eher eine Kombination von Hybridmodulen mit zusätzlichen Photovoltaikmodulen. Entscheidend ist jedoch Ihr individueller Bedarf an Strom und Wärme.
Fazit: Solar, Solarthermie, Photovoltaik?
Der Unterschied von Solar und Photovoltaik besteht darin, dass Solar ein Überbegriff für solare Energiegewinnungsarten ist. Zu den unterschiedlichen Arten gehören Photovoltaik und Solarthermie. Bei Photovoltaik wird mithilfe der Sonne Strom erzeugt. Bei Solaranlagen, die Solarthermie verwenden, wird im Unterschied dazu nutzbare Wärme produziert.
| Photovoltaik | Solarthermie | |
|---|---|---|
| Technolgie | Photovoltaikmodule | Sonnenkollektoren |
| Nutzung | Strom, Warmwasser, Heizung | Warmwasser, Heizung |
| Einspeisevergütung | Ja | Nein |
| Förderungen | Ja | Ja |
| Benötigte Fläche | groß | klein |
| Betriebskosten | sehr gering | relativ gering |
| Amortisationszeit | 10 - 20 Jahre | 15 - 20 Jahre |
| Lebensdauer | 25 - 40 Jahre | 20 - 30 Jahre |
| Anschaffungskosten (Einfamilienhaus) | 5.000 - 15.000 € | 5000 € Warwasser, 10.000 € Heizung und Warmwasser |
PV-Anlagen lohnen sich besonders für Haushalte, die einen hohen Stromverbrauch haben. Es muss nur eine ausreichend große Dachfläche zur Verfügung stehen. Durch die steigenden Stromkosten ist ein möglichst hoher Eigenverbrauch des Solarstroms am wirtschaftlichsten. Um den Eigenverbrauch zu steigern, kann eine zusätzliche Wärmepumpe oder ein Stromspeicher installiert werden. Mit der Wärmepumpe reduzieren Sie neben den Stromkosten auch Ihre Heizkosten.
Solarthermieanlagen kommen bereits mit einer kleinen Dachfläche aus. In Bestandsgebäuden werden in der Regel nur Solarthermieanlagen zur Warmwasseraufbereitung eingesetzt, da die Gebäudehülle oft schlecht gedämmt ist. In Neubauten wird Solarthermie auch zur Heizungsunterstützung genutzt.
Eine Kilowattstunde Wärme kostet weniger als eine Kilowattstunde Strom, weshalb sich mit Photovoltaik häufig einiges mehr an Kosten einsparen lässt. Strom ist darüber hinaus wesentlich vielseitiger einsetzbar, da er auch zum Heizen oder für das Erwärmen des Brauchwassers genutzt werden kann. Im Endeffekt kommt es aber auf Ihren individuellen Verbrauch und die Gegebenheiten des Gebäudes an.