Unterschiede zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Wenn von Solaranlagen die Rede ist, denken die meisten Menschen an Strom, der durch Sonnenenergie produziert wird. Doch Solaranlagen können auch Wärme erzeugen. Wir klären über die Unterschiede zwischen Photovoltaik und Solarthermie auf.

Wie funktioniert Photovoltaik?

Durch eine Photovoltaikanlage wird Strahlungsenergie des Sonnenlichts in Strom umgewandelt. Ein wesentlicher Bestandteil sind dabei Solarzellen, in denen durch zwei Siliziumschichten mit unterschiedlicher Leitfähigkeit ein elektrisches Feld erzeugt wird. Eine Schicht weist einen Mangel an Elektronen auf und die andere einen Überschuss, wodurch ein Minus- und ein Pluspol entstehen. Wenn das Sonnenlicht auf das Silizium trifft, setzen sich negativ geladene Elektronen frei und werden vom positiv geladenen Siliziumgitter auf der Rückseite der Solarzelle angezogen. Eine direkte Verbindung der Elektronen wird über eine Grenzschicht verhindert, weshalb die Elektronen über die Stromleitung, also die weißen Streifen auf der Oberfläche der Solarzelle, zum Pluspol wandern. Durch die Bewegungsenergie wird schließlich Strom erzeugt.

Eine Solarzelle allein liefert nur eine geringe elektrische Leistung. Deshalb werden viele Solarzellen durch sogenannte Lötbändchen zu einem Modul zusammengeschlossen. Eine Glasplatte schützt die zerbrechlichen Solarzellen.

Eine Photovoltaikanlage wiederum besteht je nach Energiebedarf aus mehreren Modulen, die beispielsweise auf Hausdächern montiert werden.

Was ist Solarthermie und wie funktioniert sie?

Auch Solarthermie nutzt Sonnenenergie, jedoch um Wärme zu erzeugen. Eine Solarthermieanlage besteht aus Solarkollektoren, die auf dem Dach montiert werden. Strahlt Sonne auf die Kollektoren, wird in einem geschlossenen Kreislaufsystem eine Solarflüssigkeit erhitzt, die über eine Pumpe an einen Wärmespeicher weitergeleitet und zwischengespeichert wird.

Die gespeicherte Wärme kann entweder zur Wassererwärmung oder zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Wird die Wärme für beides eingesetzt, kann die Energie der Sonne noch effizienter genutzt werden. Dafür braucht es allerdings eine größere Kollektorfläche sowie ein großes Wärmespeichervolumen.

Zur Berechnung der richtigen Größe einer Solarthermieanlage gilt folgende Faustformel: Für Warmwasser sollte die Fläche pro Person 1,5 bis 2 Quadratmeter betragen. Für Heizung und Warmwasser liegt die empfohlene Größe bei 2 bis 3 Quadratmeter pro Person. Mit dieser Größe und einem Speicher von ca. 300 Litern können rund drei Fünftel des jährlichen Bedarfs an Wärme anhand von Solarthermie gedeckt werden. In den Sommermonaten reicht die Sonnenenergie sogar aus, um den gesamten Bedarf zu decken.

Solaranlage als Begriff

Häufig werden beide Technologien als Solaranlage bezeichnet. Eigentlich versteht man unter Solaranlage den übergeordneten Begriff für alle Nutzungsformen von Sonnenenergie.

Gängiger ist die synonyme Verwendung der Bezeichnung „Solaranlage“ für Photovoltaikanlagen. Um Missverständnisse zu vermeiden, sollten Sie mit Ihrem Gesprächspartner abklären, was dieser unter einer Solaranlage versteht.

Worin unterscheiden sich Solarthermie und Photovoltaik

Nun wissen Sie bereits, dass bei der Solarthermie Wärme durch Sonnenenergie hergestellt wird, während durch Photovoltaik Strom erzeugt wird. Die beiden Technologien unterscheiden sich noch in weiteren Punkten. So grenzt sich beispielsweise die Funktionsweise der auf dem Dach installierten Solarkollektoren bzw. -module voneinander ab.

Auch in ihrem Aussehen unterscheiden sie sich. Solarthermische Kollektoren weisen eine dunkle Farbe und Rohre für den Transport der Solarflüssigkeit auf. Es zeigt sich ein gestreiftes Muster. Solarmodule hingegen bestehen aus Halbleitern in quadratisch angeordneter Form.

Einer der größten Unterscheide besteht bezüglich des Wirkungsgrads in Abhängigkeit von der Temperatur. Photovoltaikanlagen gewinnen mit abnehmender Temperatur deutlich an Wirkung. Pro zehn Grad Celsius Temperaturabnahme nimmt der Ertrag um circa 4 Prozent zu. Solarthermieanlagen arbeiten hingegen besser, je wärmer es ist.

Darüber hinaus haben Solarthermieanlagen einen geringeren Flächenbedarf als Photovoltaikanlagen. Solarthermie liefert pro Quadratmeter Fläche ca. 2,5-mal so viel Kilowattstunden Wärme wie Photovoltaik Strom. Zudem sind solarthermische Anlagen in der Anschaffung günstiger.

Vor- und Nachteile von Solarthermie und Photovoltaik

Das bedeutet allerdings nicht, dass Solarthermie lohnender als Photovoltaik ist. In Deutschland ist eine Kilowattstunde Strom deutlich teurer als eine Kilowattstunde Wärme. Mit Strom vom eigenen Dach lässt sich demnach mehr Geld sparen als mit Solarwärme. Darüber hinaus ist Strom vielfältiger einsetzbar und kann neben dem Eigenverbrauch und der Speicherung in das öffentliche Netz eingespeist werden, was mit einer Einspeisevergütung entlohnt wird (Artikel: Das bedeutet Eigenverbrauch). Aber damit nicht genug: Strom, der über eine PV-Anlage erzeugt wurde, kann mit Power-to-Heat zusätzlich für die Warmwassererzeugung oder mit einer Wärmepumpe zum Heizen genutzt werden.

Solarthermie vs. Photovoltaik im Vergleich

Prinzipiell ist es sogar möglich, eine Solarthermie- und Photovoltaikanlage auf dem Hausdach zu installieren. Voraussetzung dafür ist, dass ausreichend Platz vorhanden ist. Die Technologien müssen mit Abstand zueinander montiert werden.

Welches System für Sie am besten geeignet ist, hängt von Ihren Vorstellungen und dem Nutzungsverhalten wie auch vom Gebäude ab. Grundsätzlich überwiegen jedoch die Vorteile bei Photovoltaik.

Wenn Sie von den Vorzügen von Photovoltaik profitieren wollen, haben wir das richtige Angebot für Sie. Mit einer Solaranlage von den SolarHelden werden Sie unabhängig und sparen bares Geld.