Energie

Aus Sonne Energie erzeugen: Photovoltaik und Solarthermie im Vergleich

Ein Gastbeitrag von Svenja Vogel, Klimakönner GmbH:

Er hat mal wieder etwas auf sich warten lassen, aber nun scheint es so, als würde er so langsam auch in Deutschland eintrudeln: Der Sommer.
Jeder ist jetzt draußen, um die eigenen Akkus wieder aufzuladen. Schließlich merkt man immer wieder wie viel Energie hinter der Sonne steckt, wenn man auch nur einen kurzen Nachmittagsspaziergang macht, einen Tag am Badesee verbringt oder zu einer ausgiebigen Radtour startet. Lässt man bei dieser den Blick schweifen, sieht man auf den Häuserdächern sicher die ein oder andere Technologie, die sich einem ganz ähnlichen Prinzip bedient: Photovoltaik- und Solarthermieanlagen.
Beide Begriffe hat man wohl schon einmal gehört, aber nur die wenigsten kennen den Unterschied zwischen den Technologien. Erfragt man dann noch den optischen Unterschied, ist das Chaos komplett. Dieser Beitrag setzt dem ein Ende: Wir nehmen Photovoltaik und Solarthermie einmal genauer unter die Lupe.

Unterschiede zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Wie könnte man einen Artikel über die Unterschiede von Solarthermie und Photovoltaik doch besser starten, als mit der größten Gemeinsamkeit der zwei Technologien: Beide Verfahren nutzen die Sonneneinstrahlung um Solarenergie zu gewinnen. Der größte Unterschied liegt dann aber im Gebrauch dieser Energie: Während Photovoltaikanlagen diese nutzen, um Strom zu produzieren, wandeln Solarthermieanlagen die Energie in Wärme um.

Unterschied 1: Photovoltaik produziert Strom und Solarthermie produziert Wärme.

Bei der Solarthermie unterschiedet man hierbei zwischen zwei verschiedenen Arten von Anlagen: Es gibt Anlagen zur reinen Warmwasserbereitung und Anlagen, die zusätzlich dazu noch die Heizung unterstützen. Beide Typen arbeiten mit Solarkollektoren auf dem Dach. Hier wird die Wärme aufgenommen und an eine Trägerflüssigkeit weitergegeben.  Diese wird über eine Pumpe in einer Art Kreislaufsystem zum Heizkörper geführt oder dem Gebrauchswasser eingespeist.

Bei Photovoltaik-Anlagen dagegen sind Module auf dem Dach montiert, die Gleichstrom erzeugen. Dieser wird dann über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und somit für den Gebrauch im Haushalt aufbereitet.

Unterschied 2: Solarthermieanlagen funktionieren mit Kollektoren, Photovoltaikanlagen mit Modulen.

Durch die Nutzung unterschiedlicher Technologien zur Energieaufnahme unterschieden sich die beiden Technologien auch optisch – wenn auch nicht auf den ersten Blick.

Solarmodule sind dabei flacher als Kollektoren. Außerdem sind die Solarzellen in den Modulen gut sichtbar, während Solarkollektoren eine einheitlich dunkle Oberfläche haben. Neben diesen Flachkollektoren gibt es auch noch effizientere Vakuum-Röhrenkollektoren. Diese sind durch den Gebrauch von energieaufnehmenden Glasröhren einfacher von Photovoltaik-Modulen zu unterscheiden.

Unterschied 3: Die deutlich flacheren Photovoltaik-Module besitzen sichtbare Solarzellen, wohingegen Solarkollektoren entweder aus einer dunklen Fläche oder aus Glasröhren bestehen.

Die aus der Solarthermie gewonnene Wärme ist für den Eigenbedarf von Haushalten gedacht, während man bei Solarstrom die Möglichkeit besitzt, diesen entweder selbst zu nutzen oder in das örtliche Stromnetz einzuspeisen.

Unterschied 4: Solarstrom kann ins örtliche Stromnetz eingespeist werden, Solarwärme steht zum eigenen Verbrauch zur Verfügung.

Durch die Möglichkeit der Einspeisung haben sich bei Photovoltaik-Anlagen bisher eher größere Flächen gelohnt. Durch die Verringerung der Einspeisevergütung werden PV-Anlagen für den reinen Eigenbedarf aber immer populärer, da eine selbst produzierte Kilowattstunde günstiger ist, als eine, die aus dem Stromnetz bezogen wird. Durch die Option der Einspeisung ist die Flächengröße hierbei allerdings nicht begrenzt. Die Kollektorfläche der Solarthermie ist dagegen abhängig von der installierten Anlage.  Anlagen zur reinen Warmwassergewinnung benötigen dabei eine geringere Kollektorfläche als Kombi-Anlagen: Hierfür sollte man 7 bis 15 m² einplanen.
Davon abhängig sind dann natürlich auch die Investitionskosten. Eine Solarthermieanlage zur Warmwassergewinnung kostet zwischen 3.000 und 6.000 €. Bei einer Kombianlage muss man mit etwa dem Doppelten der Kosten rechnen. Der Preis für Photovoltaik-Anlagen errechnet sich dagegen aus der Leistung in Kilowatt-Peak und ist demnach sehr individuell bestimmbar. Die Kosten liegen etwa zwischen 1300 und 2000 Euro pro Kilowatt-Peak Leistung.

Unterschied 5: Der Preis einer Solarthermieanlage hängt von der Anlagenart ab. Die Kosten für eine Photovoltaikanlage ergeben sich dagegen aus der nachgefragten Leistungsstärke

Nachdem wir nun viele Unterschiede aufgezeigt haben, sollte eine Gemeinsamkeit noch einmal betont werden. Beide Technologien nutzen eine regenerative Energie: Die Solarenergie. Im Angesicht der Klimawende ist dieses sehr zu begrüßen und wird durch die Regierung gefördert. Neben Förderungen wie der Einspeisevergütung bei Solarstrom und Montageförderungen bei Solarthermieanlagen unterstützt das Bundesland Baden-Württemberg den Ausbau beider Technologien auch noch auf einer gesetzlichen Ebene.

Photovoltaik und Solarthermie im EWärmeG

Das Erneuerbare-Wärme-Gesetz ist ein Landesgesetz Baden-Württembergs, welches sich auf die Wärmegewinnung im Bestand bezieht. 15 % der Wärme sollen hier aus Erneuerbaren Energien gewonnen werde. Während Solarthermie ganz klar als Erfüllungsoption zu deklarieren ist, erkennt das Gesetz auch den Einsatz von Photovoltaik an – und das, obwohl hier keine Wärme gewonnen wird. Photovoltaik stellt eine Ersatzerfüllungsoption im Wärmegesetz dar. Um eine vollständige Erfüllung des Gesetzes zu gewährleisten muss die Anlage eine Mindestleistung von 0,2 kWp pro m² Wohn­fläche erbringen. Auch eine anteilige Erfüllung ist möglich, wenn die Anlage mit einer anderen Option gekoppelt ist. So kann man den Strom beispielsweise dazu nutzen, eine Wärmepumpe zu betreiben. Damit trägt man durch die Photovoltaikanlage sogar zur Wärmegewinnung aus Erneuerbaren Energien bei. Solarthermieanlagen müssen für ein Wohn­gebäude mit 1-2 Wohn­ein­heiten pro m² Wohnfläche 0,07 m² Kollektorfläche aufweisen. Bei größeren Gebäuden genügen 0,06 m² Kollektorfläche pro m² Wohn­fläche um das Gesetz zu erfüllen.

Auch wenn der Beitrag gezeigt hat, dass die beiden Technologien sehr unterschiedlich sind, so vereint sie doch eine ganz wesentliche Gemeinsamkeit: Sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik tragen maßgeblich zum Klimaschutz Deutschlands bei. Dass beide Formen im EWärmeG anerkannt sind, unterstreicht diesen Aspekt noch einmal.

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