Photovoltaik oder Solarthermie: Strom und Wärme aus Sonnenenergie

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Serie zur DBU-Initiative „Zukunft Zuhause“

Osnabrück. Der Sommer präsentiert sich derzeit in Hochform – für viele mit
Wohneigentum womöglich ein Grund mehr, verstärkt die nachhaltige Nutzung
von Sonnenenergie in Betracht zu ziehen. Die Deutsche Bundesstiftung
Umwelt (DBU) vermittelt mit ihrer nationalen Informationskampagne „Zukunft
Zuhause – Nachhaltig sanieren“ einen kompakten und unabhängigen Überblick
zum Thema Sanierung. Adressaten sind Hausbesitzerinnen und Hausbesitzer,
die ihre Ein- oder Zweifamilienhäuser energetisch fit machen wollen – von
Dämmung bis Photovoltaik (PV). Im heutigen Teil unserer Serie geht es um
die Sonnenenergie: Welche Unterschiede gibt es zwischen PV und
Solarthermie? Wann lohnt sich was? Welche Kosten und Förderungen gibt es?
Das sind einige Fragen, die beantwortet werden sollen.

Unabhängigkeit von der Energieversorgung

Ob auf dem Dach, an der Fassade oder auf dem Balkon: Immer mehr Menschen
nutzen die Kraft der Sonne, um aus Sonnenenergie eigenen Strom oder Wärme
herzustellen – entweder mit einer Photovoltaik- oder einer
Solarthermieanlage. Der Vorteil: Man wird unabhängiger von der
Energieversorgung. Gleichzeitig bedeutet die Nutzung einer nachhaltigen,
umweltfreundlichen Energiequelle einen Beitrag zur politisch gewollten
Energiewende. Zwar nutzen sowohl PV als auch Solarthermie die
Sonnenenergie – aber doch zu unterschiedlichen Zwecken: Photovoltaik
wandelt das Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um.
Solarthermieanlagen erhitzen mit Sonnenenergie entweder Wasser oder
erzeugen Wärme.

Die Unterschiede zwischen Photovoltaik und Solarthermie

Bei der Photovoltaik trifft Sonnenlicht auf Solarzellen in einem
Solarmodul. Die Lichtteilchen, sogenannte Photonen, bringen Elektronen in
den Zellen in Bewegung, wodurch Strom entsteht. Dieser Gleichstrom wird zu
einem Wechselrichter geleitet, der ihn in Wechselstrom umwandelt, den man
im Haushalt nutzen oder ins Stromnetz einspeisen kann. Solarmodule können
auf Dächern, an Fassaden, auf Carports sowie Überdachungen und selbst auf
Dächern von Fahrzeugen installiert werden. Auch Balkonkraftwerke boomen,
bekannt als Plug-in-Photovoltaikanlagen. Diese ermöglichen sowohl bei
Miet- als auch bei Eigentumswohnungen die Nutzung von Solarenergie – ohne
größere Installationen.  Bei einer Solarthermieanlage trifft das
Sonnenlicht dagegen auf Röhren oder schwarze Leitungen, die mit einem
Wasser-Frostschutz-Gemisch gefüllt sind und dieses Gemisch erwärmen. Die
Anlage besteht aus einem oder mehreren Sonnenkollektoren, die über Rohre
miteinander verbunden sind. Mit einer Pumpe wird das erhitzte Gemisch
durch einen Wärmetauscher in das Heizungssystem des Gebäudes gespeist. So
kann die erzeugte Wärme sowohl für die Raumheizung als auch für die
Warmwasserversorgung genutzt werden.

Was man vor der Installation von Photovoltaik oder Solarthermie beachten
sollte

Die Installation einer Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach empfiehlt
sich vor allem dort, wo es keine starke Verschattung gibt. Idealerweise
ist das Dach nach Süden ausgerichtet ist. „Aber auch Ost- oder Westdächer
eignen sich gut für diejenigen, die viel Solarstrom selbst nutzen
möchten“, sagt DBU-Referent Andreas Skrypietz. „Für Solarthermieanlagen
ist hingegen eine hohe Sonneneinstrahlung erforderlich. Am meisten lohnt
sich eine gute Südausrichtung“, so Skrypietz. Nach seinen Worten gibt es
verschiedene Solarkollektoren für Solarthermie, darunter robuste
Flachkollektoren mit einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis. Außerdem
existieren Vakuumröhrenkollektoren, die effizienter als Flachkollektoren
sind und für weniger sonnige Bereiche in Frage kommen. Die Montage kann
aber teurer und aufwändiger sein. Hybridkollektoren erzeugen sowohl Wärme
als auch Strom, sind jedoch teurer als andere Kollektoren.

Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz

Ob Photovoltaik oder Solarthermie: Beide Systeme haben ihre Vorteile. Eine
PV-Anlage lohnt sich, wenn der erzeugte Strom größtenteils selbst genutzt
wird, etwa für eine Wärmepumpe oder eine Ladestation für Elektroautos.
„Mithilfe eines zusätzlichen Stromspeichers lässt sich der Strom auch bei
Dunkelheit nutzen“, sagt Skrypietz. Allerdings sei das Stromspeichern
derzeit noch teuer. Der für eigene Zwecke nicht benötigte, überschüssige
Strom kann ins öffentliche Netz eingespeist werden. Dafür erhält man eine
Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Neue PV-Anlagen bis
25 Kilowatt-Peak (kWp) dürfen den gesamten erzeugten Solarstrom ins
öffentliche Netz einspeisen. Mit dem unter Laborbedingungen festgestellten
Maß kWp wird die Leistung von PV-Anlagen gemessen. Die EEG-Vergütung macht
Photovoltaik also zu einer attraktiven Option, zumal die Stromkosten
aktuell noch recht hoch sind.

Auf die Ausrichtung des Daches kommt es an

Solarthermische Anlagen generieren ausschließlich Wärme, was sie besonders
für Haushalte mit kontinuierlich hohem Warmwasserbedarf sinnvoll macht.
„Wenn drei oder vier Menschen ein Haus durchgängig bewohnen, lohnt sich
Solarthermie: Man kann Warmwasser erzeugen und die Heizung unterstützen“,
sagt Skrypietz. Solarthermie sei effizient und günstiger in der
Anschaffung, „braucht aber eine Südausrichtung des Daches“, betont der
DBU-Experte. Photovoltaikanlagen funktionieren hingegen nach seinen Worten
auch bei einer Ost-West-Ausrichtung gut. Skrypietz: „Beide Systeme sind
auch kombinierbar – je nach Dachfläche.“ Bei einem Ost-West-Dach sei eine
große PV-Anlage zum Beispiel in Verbindung mit einer Wärmepumpe sinnvoll.
Anders sei die Lage bei einem Süd-Dach. „Da ist womöglich eine Kombination
aus beiden Systemen ideal.“ Letztlich entscheidet der Einzelfall, ob eher
Solarthermie oder doch Photovoltaik in Frage kommt. „Welche Lösung
kostengünstiger ist, hängt von den örtlichen Bedingungen und persönlichen
Vorlieben ab“, sagt Skrypietz. Was sicher ist: Beide Technologien bieten
eine nachhaltige Möglichkeit, um umweltfreundliche Energie zu erzeugen und
langfristig Energiekosten zu sparen.