Wer die Energie der Sonne auf dem eigenen Haus nutzen möchte, steht häufig vor einer grundlegenden Entscheidung: Soll die verfügbare Dachfläche für eine Photovoltaikanlage oder für Solarthermie genutzt werden? Beide Systeme verwenden Sonnenenergie, verfolgen jedoch unterschiedliche Ziele. Während Photovoltaik elektrischen Strom erzeugt, liefert Solarthermie unmittelbar Wärme, die beispielsweise für die Warmwasserbereitung oder zur Unterstützung der Heizung eingesetzt werden kann.
Besonders wichtig wird diese Entscheidung bei Häusern mit einer kleinen oder nur teilweise geeigneten Dachfläche. Denn dort entsteht eine echte Flächenkonkurrenz. Jeder Quadratmeter, der mit einem thermischen Solarkollektor belegt wird, steht zunächst nicht mehr für Photovoltaikmodule zur Verfügung – und umgekehrt. Welche Variante sinnvoller ist, hängt deshalb nicht allein von der Leistungsfähigkeit der Technik ab. Entscheidend sind auch der Energieverbrauch des Haushalts, das vorhandene Heizsystem, die Größe und Ausrichtung des Daches sowie die Frage, wie die erzeugte Energie genutzt werden soll.
Photovoltaik punktet mit Flexibilität
Ein wesentlicher Vorteil der Photovoltaik besteht darin, dass der produzierte Strom sehr vielseitig verwendet werden kann. Er kann Haushaltsgeräte versorgen, eine Wärmepumpe unterstützen oder beispielsweise für andere elektrische Verbraucher im Gebäude genutzt werden. Wird der Strom gerade nicht benötigt, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, überschüssige Energie ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen.
Diese Flexibilität ist insbesondere deshalb interessant, weil sich der Energiebedarf eines Haushalts im Laufe der Jahre verändern kann. Ziehen beispielsweise die Kinder aus oder befindet sich die Familie längere Zeit im Urlaub, sinkt möglicherweise der unmittelbare Stromverbrauch. Überschüssige Solarenergie muss deshalb nicht zwangsläufig ungenutzt bleiben.
Auch technisch hat Photovoltaik Vorteile. Die Installation ist vergleichsweise unkompliziert. Zwischen den Modulen und der übrigen Haustechnik werden elektrische Leitungen verlegt. Bei Solarthermie müssen dagegen gedämmte Rohrleitungen installiert werden, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit zwischen den Kollektoren und dem Speicher beziehungsweise der Heizungsanlage zirkuliert.
Ein weiterer Pluspunkt: Eine Photovoltaikanlage lässt sich häufig vergleichsweise einfach erweitern, sofern zusätzliche geeignete Flächen vorhanden sind und die technischen Voraussetzungen stimmen.
Photovoltaik und Wärmepumpe können sich ergänzen
Besonders interessant wird Photovoltaik bei Gebäuden, die mit einer Wärmepumpe beheizt werden. Die Wärmepumpe benötigt elektrische Energie, um Umweltwärme für Heizung und Warmwasser nutzbar zu machen. Einen Teil dieses Strombedarfs kann die Photovoltaikanlage liefern.
Allerdings sollte dabei nicht der Eindruck entstehen, dass eine Photovoltaikanlage eine Wärmepumpe ganzjährig vollständig versorgen kann. Gerade während der Heizperiode ist der Wärmebedarf besonders hoch, während die solaren Erträge aufgrund kürzerer Tage und geringerer Sonneneinstrahlung häufig niedriger ausfallen. Trotzdem kann die Kombination dazu beitragen, einen Teil des benötigten Stroms selbst zu erzeugen und damit den Netzstrombezug zu reduzieren.
Solarthermie erzeugt Wärme direkt
Solarthermie verfolgt einen anderen Ansatz. Die Sonnenenergie wird nicht zunächst in Strom umgewandelt, sondern direkt zur Wärmeerzeugung genutzt. Die Kollektoren erwärmen eine Flüssigkeit, deren Energie anschließend über einen Wärmetauscher beispielsweise an einen Warmwasserspeicher abgegeben wird.
Eine solche Anlage kann unterschiedlich ausgelegt werden. Kleinere Systeme konzentrieren sich vor allem auf die Warmwasserbereitung. Größere Anlagen können zusätzlich die Raumheizung unterstützen.
Ein wesentlicher Vorteil der Solarthermie ist der vergleichsweise hohe Energieertrag je genutztem Quadratmeter Kollektorfläche. Das kann insbesondere bei begrenzten Flächen interessant sein, wenn der Schwerpunkt ausdrücklich auf der Wärmeerzeugung liegt.
Durch die Nutzung der Sonnenwärme kann außerdem der Verbrauch anderer Energieträger reduziert werden. Je nachdem, welches Heizsystem im Gebäude vorhanden ist, muss beispielsweise weniger Brennstoff oder anderweitig erzeugte Energie für die Warmwasserbereitung eingesetzt werden.
Solarthermie kann von steigenden Energiepreisen profitieren
Die wirtschaftliche Betrachtung von Solarthermie hängt stark davon ab, welche Energie durch die Anlage ersetzt wird. Steigen die Kosten des ansonsten benötigten Energieträgers, kann auch der finanzielle Wert der selbst erzeugten Wärme steigen.
Das unterscheidet sich teilweise von der Situation bei eingespeistem Photovoltaikstrom, bei dem die Vergütung nach den jeweils geltenden Bedingungen festgelegt wird. Für die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage ist deshalb nicht nur entscheidend, wie viel Energie produziert wird, sondern auch, welche Kosten durch den Eigenverbrauch tatsächlich vermieden werden können.
Bei beiden Technologien sollte deshalb nicht ausschließlich auf den theoretischen Jahresertrag geschaut werden. Entscheidend ist, wann die Energie erzeugt wird und ob sie zu diesem Zeitpunkt im eigenen Haushalt sinnvoll verwendet werden kann.
Ein besonderes Thema bei Solarthermie: der Sommer
Solarthermieanlagen produzieren gerade in den sonnenreichen Sommermonaten viel Wärme. Gleichzeitig ist der Wärmebedarf eines Wohnhauses dann meist niedrig. Die Raumheizung wird kaum oder überhaupt nicht benötigt und der Bedarf beschränkt sich weitgehend auf Warmwasser.
Dadurch kann zeitweise deutlich mehr Wärme zur Verfügung stehen, als benötigt wird. Bei fachgerecht geplanten und dimensionierten Anlagen lässt sich der Umgang mit solchen Situationen technisch berücksichtigen. Trotzdem ist die richtige Dimensionierung einer Solarthermieanlage besonders wichtig. Eine möglichst große Anlage ist nicht automatisch die wirtschaftlichste oder sinnvollste Lösung.
Bei Photovoltaik ist überschüssige Energie grundsätzlich leichter anderweitig nutzbar beziehungsweise ins Stromnetz einspeisbar.
Solarthermie muss nicht ausschließlich aufs Dach
Ein weiterer interessanter Aspekt betrifft die verfügbaren Flächen. Bestimmte Solarkollektoren, beispielsweise Vakuum-Röhrenkollektoren, können unter geeigneten Voraussetzungen auch an einer Hauswand angebracht werden. Dadurch kann es möglich sein, die Dachfläche überwiegend für Photovoltaik zu reservieren und andere geeignete Gebäudeflächen für die Wärmeerzeugung zu verwenden.
Ob eine solche Lösung sinnvoll ist, hängt allerdings stark von der Ausrichtung, Verschattung, Gebäudekonstruktion und dem jeweiligen Wärmebedarf ab.
Kombination mit Wärmepumpe oder Pelletheizung
Solarthermie kann mit unterschiedlichen modernen Heizsystemen kombiniert werden. Dazu gehören beispielsweise Wärmepumpen und Pelletheizungen. Die Solaranlage übernimmt dann einen Teil der Wärmeerzeugung, während das eigentliche Heizsystem einspringt, wenn die Sonnenenergie nicht ausreicht.
Gerade bei der Warmwasserbereitung kann dieses Zusammenspiel interessant sein. Im Sommer kann die Solarthermie einen erheblichen Teil der benötigten Wärme bereitstellen, während das Hauptheizsystem entsprechend weniger arbeiten muss.
Damit eine solche Kombination sinnvoll funktioniert, müssen allerdings Kollektorfläche, Speichergröße, Wärmebedarf und Heiztechnik aufeinander abgestimmt sein.
Warum man sich nicht zwingend entscheiden muss
Wer über genügend geeignete Fläche verfügt, kann Photovoltaik und Solarthermie miteinander kombinieren. Ein Teil des Daches produziert dann Strom, ein anderer Teil Wärme.
Eine mögliche Strategie besteht beispielsweise darin, eine kleinere Solarthermieanlage für die Warmwasserbereitung zu installieren und den überwiegenden Teil der verfügbaren Dachfläche für Photovoltaik zu nutzen. Damit werden die unterschiedlichen Vorteile beider Systeme miteinander verbunden.
Ob sich die zusätzlichen Investitions- und Wartungskosten einer solchen Doppellösung rechnen, sollte jedoch individuell betrachtet werden.
PVT als Kombination aus Strom und Wärme
Eine weitere Möglichkeit sind sogenannte PVT-Module. Die Abkürzung steht für Photovoltaik-Thermie. Dabei werden Photovoltaik und thermische Nutzung innerhalb eines Systems miteinander verbunden.
Die Vorderseite erzeugt elektrischen Strom. Gleichzeitig wird Wärme gewonnen. Dadurch kann dieselbe Fläche grundsätzlich sowohl zur Strom- als auch zur Wärmeerzeugung genutzt werden.
Vor allem bei Gebäuden mit begrenzter Dachfläche kann dieser Ansatz interessant sein. Allerdings handelt es sich um ein komplexeres Gesamtsystem. Deshalb sollte nicht allein der theoretische Energieertrag betrachtet werden. Planung, Investitionskosten, vorhandene Heiztechnik und tatsächlicher Energiebedarf spielen auch hier eine wesentliche Rolle.
Die richtige Entscheidung hängt vom Gebäude ab
Eine allgemeingültige Antwort auf die Frage „Solarthermie oder Photovoltaik?“ gibt es deshalb nicht. Bei einer Entscheidung sollten insbesondere Dachfläche und Ausrichtung, Verschattung, Stromverbrauch, Warmwasserbedarf, Heizsystem, Investitionskosten und die Möglichkeiten zum Eigenverbrauch berücksichtigt werden.
Bei kleinen Dachflächen spricht vieles dafür, genau zu berechnen, welche Energieform im jeweiligen Haushalt den größeren Nutzen bringt. Photovoltaik besitzt dabei den Vorteil, dass Strom besonders flexibel eingesetzt werden kann. Solarthermie kann dagegen ihre Stärke ausspielen, wenn ein kontinuierlicher Wärmebedarf vorhanden ist und die erzeugte Wärme möglichst direkt genutzt werden kann.
Fazit: Photovoltaik ist vor allem wegen ihrer Flexibilität, der vergleichsweise einfachen Technik und der vielseitigen Verwendung des erzeugten Stroms attraktiv. Solarthermie überzeugt dagegen durch die direkte Wärmeerzeugung und einen hohen Energieertrag pro Fläche. Wer genügend Platz besitzt, kann beide Systeme kombinieren. Bei knapper Dachfläche können außerdem PVT-Systeme eine Alternative darstellen. Welche Variante wirtschaftlich und energetisch am sinnvollsten ist, sollte letztlich anhand des konkreten Gebäudes und seines tatsächlichen Energiebedarfs entschieden werden.
