Solarthermie vs. Photovoltaik: Zwei Arten, die Sonne anzuzapfen

Wenn ihr Sonnenenergie mit einer Solaranlage für euer Haus oder eure Wohnung nutzen wollt, könnt ihr zwischen zwei Systemen wählen: Solarthermie und Photovoltaik. Unser Blogger Nico erklärt euch den Unterschied.

Wir sind wegen der Coronakrise dazu übergegangen, uns regelmäßig mit Freunden über Videochats zu verabreden – ganz gemütlich bei einem Gläschen Wein oder Bier und reichlich Knabberzeug. Witzigerweise hat das dazu geführt, dass wir wieder mit einigen Bekannten Kontakt haben, die wir in den letzten Jahren leider etwas aus den Augen verloren hatten. Dabei sind mir zwei Dinge aufgefallen. Erstens legen derzeit immer mehr Menschen Wert auf Häuslichkeit und zeigen ein verstärktes Interesse für alles, was mit renovieren, umbauen und modernisieren zu tun hat. Und zweitens wundere ich mich bei diesen Gesprächen, wie viele Dinge, von denen ich immer dachte, sie seien selbstverständlich, es gar nicht sind.

Und damit sind wir beim Thema: dem Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik. Ich will hier nicht behaupten, dass unsere Freunde etwas – sagen wir – ahnungslos bei diesem Thema sind. Sondern: Meine Freundin und ich sind mittlerweile so tief in dieser ganzen Materie drin, dass wir manchmal geradezu betriebsblind sind, wenn wir über den Umbau unseres Hauses reden. Denn so kam es, dass wir uns letztens über Solarenergie unterhalten haben und dabei geflissentlich aneinander vorbeigeredet haben. Bis uns auffiel, dass viele Leute Sonnenenergie und die Solaranlage auf dem Dach mit Solarstrom gleichsetzen. Das führt häufig leider dazu, dass die Möglichkeiten bei der Erweiterung einer Öl- oder Gasheizung zur Hybridheizung falsch eingeschätzt werden. Ich hoffe, dass dieser Text da ein wenig Aufklärung bringt.

Was ist der Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie?

Bevor wir zum Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik kommen, will ich ganz kurz die Gemeinsamkeit benennen: Beide Anlagen funktionieren mit Solarkollektoren, mit denen zum Beispiel auf dem Dach eures Hauses die Sonnenenergie eingefangen wird. Und jetzt kommt der Unterschied: Bei der Photovoltaik wird diese Solarenergie dazu genutzt, Strom herzustellen, während bei der Solarthermie die Energie der Sonne nicht in Strom, sondern in Wärme umgewandelt wird. Ihr könnt auch sagen: Mit Photovoltaik wird Solarstrom erzeugt und mit Solarthermie, wie der Begriff schon sagt, Solarwärme. Bauen sich eure Nachbarn also eine Solaranlage aufs Dach, könnt ihr daraus nicht so einfach schließen, was sie damit eigentlich bezwecken wollen. Denn bei diesen beiden Systemen handelt es sich um zwei ganz unterschiedliche Anlagen mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen.

Wie Solarthermie funktioniert und für wen diese Technologie Vorteile bietet

Die Solarkollektoren einer Solarthermie-Anlage sind ausschließlich dafür da, Wärmeenergie für die Heizung und die Warmwasserbereitung zu produzieren. Dafür absorbieren die Kollektoren die Wärme des Sonnenlichts und erhitzen damit eine spezielle Flüssigkeit. Dieses Wärmeträgermedium fließt nach der Erhitzung durch die Solarkollektoren über einen Rohrkreislauf durch einen Wärmetauscher in einen wassergefüllten Pufferspeicher im Heizraum und heizt diesen auf. Das Wasser in diesem Pufferspeicher könnt ihr schließlich zum Heizen oder als Warmwasser im Haushalt benutzen – und spart somit Energiekosten ein.

Das Gehirn der Solarthermie ist eine smarte Regelung: Sie bestimmt, wie die bis zu 90 Grad heiße Solarflüssigkeit in dem Rohrkreislauf zwischen den Solarkollektoren und dem Pufferspeicher zirkuliert.

Immer dann, wenn die Sonne nicht ausreicht, um über den Kreislauf aus Solarkollektoren und Pufferspeicher genügend Warmwasser zum Heizen oder für den Haushalt zu produzieren, springt automatisch eure Öl- oder Gasheizung ein und gleicht die fehlende Wärme aus. Aus diesem Grund stellt die Solarthermie besonders für Besitzer von Öl- oder Gasheizungen einen einfachen Einstieg in die umweltfreundliche Hybridheizungstechnologie dar.

Wie Photovoltaik funktioniert und für wen sie am besten geeignet ist

Im Gegensatz zur Wärmeproduktion der Solarthermie erzeugt ihr mit Photovoltaik (kurz: PV) direkt immer Strom. Das Herz einer PV-Anlage sind sogenannte Photovoltaik-Module, in denen die Photozellen sitzen. Diese Photozellen bestehen aus zwei entgegengesetzt geladenen Halbleiterschichten und einer Grenzschicht. Treffen Sonnenstrahlen, die Photonen, auf die negativ geladene Halbleiterschicht in den Photozellen, entsteht, vereinfacht ausgedrückt, eine Spannung, weil die Elektronen nun zum positiv geladenen Halbleiter wandern wollen. Sobald mit den Halbleitern ein Stromkreis geschlossen wird, beginnt tatsächlich, Strom zu fließen. Umso größer die Anzahl an Modulen ist, desto mehr Strom lässt sich mit einer Photovoltaik-Anlage erzeugen.

Produziert wird der PV-Strom immer dann, wenn ausreichend viel Licht auf die Photovoltaik-Module trifft: Je stärker die Sonne scheint, desto mehr Strom wird erzeugt. Die Herausforderung beim Betreiben der PV-Anlage besteht darin, dass der Strom nicht dann produziert wird, wenn ihr ihn benötigt, sondern dann, wenn die Sonne scheint. Das ist aber kein Problem: Denn jedes Haus mit einer Photovoltaik-Anlage ist an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. In Überschussphasen wird der nicht selbst genutzte Strom aus der eigenen PV-Anlage in den allgemeinen Stromkreis eingespeist. Dafür zahlt euch euer Stromversorger eine festgeschriebene Vergütung, die auf eurer Stromrechnung mit dem Strom, den ihr tatsächlich verbraucht habt, verrechnet wird. In Phasen, wenn der eigene Strom nicht ausreicht, kauft ihr von eurem Energieversorger dazu. Selbst erzeugter Strom zahlt sich für Euch also gleich doppelt aus: Ihr spart beim Stromeinkauf und könnt Überschüsse sogar ins Netz verkaufen, so dass ihn andere nutzen können. Eine Photovoltaik-Anlage macht euch zwar noch nicht  zum Selbstversorger in Sachen regenerativer Energie, aber ihr leistet als Produzenten von grünem Strom euren Beitrag zur klimaschonenden Energieversorgung.

Dazu noch ein Tipp: Der grüne Strom vom eigenen Dach lässt sich gerade an sonnenreichen Tagen auch für die Warmwasserbereitung verwenden, wenn man den Boiler im Keller mit einer kleinen Wärmepumpe kombiniert.

Solarthermie: Solarkollektoren erhitzen eine spezielle Flüssigkeit, die über einen Wärmetauscher beispielsweise zum Heizen genutzt wird

 

Kurz & knapp:

Gut zu wissen: Für die Kombination einer Öl- oder Gasheizung zu einer umweltfreundlichen Hybridheizung mit Solarenergie gibt es zwei grundsätzliche Optionen: die Photovoltaik oder die Solarthermie.

Während ihr den selbst erzeugten Strom einer PV-Anlage sehr flexibel einsetzen könnt – im eigenen Haushalt zum Betrieb der Elektrogeräte inklusive der Warmwasserbereitung oder zum Verkauf ins öffentliche Stromnetz – dient die Solarthermie ausschließlich zur Unterstützung der Heizung für das Brauchwasser und das Gebäude.

Beide Systeme werden staatlich gefördert: Während euch für die PV-Anlage eine  Einspeisevergütung zusteht, wird zum Beispiel der Einbau einer Solarthermie-Anlage, sofern die Bedingungen für die Förderung stimmen, mit 30 Prozent der Investitionskosten unterstützt. Mehr Infos findet ihr auf zukunftsheizen.de.

Über diesen Autor

Nico, 30, baut mit seiner Freundin ein Häuschen mit Garten um. Ganz oben auf der Liste: eine neue Heizungsanlage, die durch Sonnenenergie unterstützt wird.

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