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[wp-svg-icons icon="clock-2" wrap="i"] Aktualisiert: 20. März 2020
Solarthermie erzeugt Wärme, beispielsweise für die Nutzung von Warmwasser.
Inhaltsverzeichnis
Unterschied Solarthermie und Photovoltaik
Photovoltaik produziert Strom, Solarthermie produziert Wärme.
Photovoltaik und Solarthermie sind technische Verfahren, um aus dem Licht bzw. der Strahlung der Sonne Energie (Solarenergie) zu gewinnen. Als Solarenergie kann grundsätzlich sowohl Wärme als auch elektrischer Strom verstanden werden. Bezieht man sich in Folge jedoch auf Solarenergie zum Heizen ist genau genommen von Solarthermie die Rede, spricht man von Solarenergie in Form von elektrischem Strom, gewinnt man diesen am direktesten durch Photovoltaik.
Übersichtsgrafik zur Unterscheidung einer Photovoltaikanlage und einer Solarthermieanlage
(c) Christian Zela
Allgemein
Zur Stromerzeugung nützt die Photovoltaik Solarzellen, die in sog. Modulen zusammengefasst sind, während man bei Solarthermie zur Wärmeerzeugung sog. Kollektoren verwendet. Schlussendlich geht es bei der Solarthermie 
darum, die Wärmenergie der Sonne in nutzbare Wärme (Warmwasser, Heizung) umzuwandeln. Der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik besteht darin, dass, wie schon erwähnt, die Photovoltaik die Wärmeenergie in Strom umwandelt. Der entstehende Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Bezüglich Solarstrom gibt es mehrere Möglichkeiten, diesen zu verwenden: entweder er wird an Ort und Stelle verbraucht, (falls vorhanden) in einem Stromspeicher zwischengelagert oder ins Stromnetz eingespeist. Die Einspeisung von überschüssiger Energie aus der Solarthermieanlage ist demnach nicht möglich.
Spricht man über Stromerzeugung aus Photovoltaik, ist bei kleinen Anlagen von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen), bei größeren von Solarkraftwerken oder Photovoltaikkraftwerken die Rede. Bei der Solarthermie kommen Solarwärmeanlagen, Solarheizwerke bzw. Solarthermieheizwerke zum Einsatz. Vorsicht: Diese dürfen nicht mit thermischen Solarkraftwerken verwechselt werden, in denen in industriellem Maßstab die gewonnene Wärme in Strom umgewandelt wird.
Von Photovoltaik spricht man, wenn es um die Erzeugung von Strom geht. Dazu nutzt man Photovoltaikmodule, die wiederum aus Solarzellen bestehen.
Geht es um die Produktion von Wärme, spricht man von Solarthermie. Für diese Technik werden Solarkollektoren genutzt.
Module oder Kollektoren – Solarthermie oder Photovoltaik?
Auch als Laie ist es möglich, die beiden Energieerzeugungsformen relativ einfach auseinander zu halten. Es genügt dabei ein Blick auf die Oberflächen. Handelt es sich um Kollektoren, die für die Erzeugung und Umwandlung von Wärme zuständig sind und somit in der Solarthermie verwendet werden, sind diese parallel („gestreift“) zueinander angebracht
Bei Modulen hingegen, die man im Bereich der Photovoltaik zur Stromerzeugung verwendet, zeigt sich ein „kariertes“ Muster. So kann man den Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik relativ einfach erkennen! Detaillierte Unterscheidungsmerkmale definiert der nächste Absatz.
Kombinierte Lösung mit PV und Solarthermie auf einem Dach. Auf den Seiten Solarmodule, in der Mitte ein Solarkollektor
Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik – weitere Merkmale
Die bis dato installierten Photovoltaikraftwerke bestehen entweder aus mit kleinen weißen Karos verbundenen monokristallinen Modulen, blau schimmernden polykristallinen Modulen, oder schwarzen – meist große Flächen einnehmenden – Dünnschichtmodulen.
Die Solarthermiewerke bestehen im Gegensatz dazu aus Flachkollektoren, (nicht mit Dünnschicht verwechseln!) die als mit Rohren verbundene beschichtete Bleche beschrieben werden können, während die Vakuumröhrenkollektoren leicht an den dicht aneinandergereihten Stangen zu erkennen sind.
Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik – was kennzeichnet Module?
Im ersten Schritt erläutert der Artikel Unterschiede hinsichtlich der Module. Die monokristallinen Module haben mit bis zu 22 % den höchsten Wirkungsgrad, sind aber in der Herstellung am energieintensivsten und kosten somit am meisten. Sie bestehen aus reinem Silizium. Bei den polykristallinen ist der Wirkungsgrad mit 15 bis 18 % schon etwas geringer, dafür ist auch der Preis geringer. Heute sind über 80 % der verbauten Solarmodule polykristallin. Den geringsten Wirkungsgrad haben Dünnschichtmodule, weswegen sie auch große Flächen beanspruchen, um die gewünschten Energiemengen überhaupt produzieren zu können.
Zwei unterschiedliche polykristalline Solarzellen im Vergleich
Zwei unterschiedliche monokristalline Solarzellen im Vergleich
Typische Dünnschichtmodule einer PV-Anlage in den USA
Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik – was kennzeichnet Kollektoren?
Kommen wir nun zu den Kollektoren. Wie zuvor schon beschrieben, unterscheidet man hierbei zwischen klassischen Flachkollektoren und Röhrenkollektoren (Vakuumröhrenkollektoren). Beide funktionieren nach demselben Prinzip – ganz kurz erklärt: innerhalb der Röhren ist eine Flüssigkeit enthalten, die die Energie aufnimmt, um sie zu einem Wärmespeicher zu führen. Die Röhrenkollektoren unterscheiden sich von den Flachkollektoren hinsichtlich ihrer höheren Leistungsfähigkeit und Effizienz.
Vakuumröhren für die Aufbereitung von Warmwasser
Einen detaillierten Artikel bezüglich des Unterschieds Solarkollektoren und Solarmodule finden Sie hier.
Solarthermie und Photovoltaik – auf das sollten Sie achten
Egal ob Solarthermie oder Photovoltaik, auf folgendes sollte man auf jeden Fall achten. Beide Technologien, Solarthermie und Photovoltaik, zielen darauf ab, einen möglichst hohen energetischen Ertrag von der Sonne zu generieren. Das bedeutet, dass man die bestmögliche Ausrichtung sehr gut planen sollte. Diesbezüglich besteht kein Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik! Ein Optimum ist dann gegeben, wenn das Dach nach Süden hin ausgerichtet ist und die Module mit einem Neigungswinkel von 30° errichtet sind. Jedoch haben Abweichungen davon keinen nennenswerten Einfluss auf den Ertrag, wie die Praxis zeigt, man sollte sich davon also keineswegs abschrecken lassen. Grundsätzlich ist festzuhalten, dass man bei Unsicherheiten professionelle Beratung hinzuziehen sollte, um die Anlage bezüglich ihrer Wirtschaftlichkeit ideal auszulasten. Außerdem können Sie externe BeraterInnen bezüglich Förderungen informieren.
Wenn Sie sich selbst einen groben Überblick über Ihr Dachpotenzial verschaffen wollen, dürfen wir Sie auf den nachstehenden Flachdachchecker verweisen!
Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik – Vorteile der Technologien
Bei beiden handelt es sich um sogenannte Backstop-Technologien. Das heißt, dass man Energieträger, die auf erschöpfbaren Ressourcen beruhen (Öl, Kohle, Gas) durch regenerative ersetzt. Natürlich bieten beide Technologien Vorteile, die der Text nachstehend erläutert. Beide Energieträger nutzen wie schon erwähnt die Sonne als unerschöpfbare Energiequelle. Sie liefert pro Jahr unvorstellbare 1,5 x 10^18 kWh an Energie. Dies entspricht mehr der 10.000-fachen Energiemenge des Energiebedarfs, der pro Jahr auf der Erde gebraucht wird. Da man in derartigen Dimensionen schnell die Vorstellungskraft verliert, sei ein kleines Beispiel angeführt: ein Institut der Nottingham Trent University hat errechnet, dass, wenn jeder Sonnenstrahl in der Sahara von einer Photovoltaikanlage aufgefangen würde, man die 7000-fache Menge an Strom produzieren könnte, die Europa derzeit verbraucht! Natürlich ist das ganze nicht so einfach und geht mit einigen Problematiken einher (Anteil verschiedener Länder an Sahara, Kosten, Reinigung der Paneele etc), doch das Beispiel verdeutlicht das immense Potenzial der Photovoltaik.
Vorteile Photovoltaik
Mit der Nutzung der Sonne reduziert man den Ausstoß von CO2, eines der drängendsten Probleme unserer Zeit, da es sich um ein Treibhausgas handelt. Oftmals herrscht noch der Irrglaube vor, dass die Produktion von Photovoltaikpaneelen mehr Energie benötigt, als diese produzieren. Das stimmt so nicht (mehr)! Durch die lange Lebensdauer von Photovoltaikmodulen (25 – 35 Jahre) und der gesteigerten Effizienz amortisieren sich Photovoltaikanlagen nach 1,5 bis 6 Jahren. Das bedeutet, dass die Energie, die für die Produktion notwendig ist, nach dieser Zeit vom System selbst wieder erzeugt wurde. Ein weiterer Mythos, der die gesellschaftliche Debatte beherrscht: Photovoltaik sei doch viel zu teuer! Auch dieses Argument stimmt so nicht mehr! Der Strom einer hauseigenen Photovoltaikanlage ist heute günstiger als der konventionelle Strom (außer vielleicht bei sehr, sehr kleinen Anlagen; hängt auch immer vom Strompreis ab).
Exkurs: Stromgestehungskosten
Stromgestehungskosten sind jene Kosten, die man benötigt, um Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Diese unterscheiden sich je nach Energieträger und werden üblicherweise in Cent/kWh oder Euro/MWh angegeben. Mit unserem Stromgestehungskostenrechner können Sie ganz einfach und nur mit zwei Klicks die Strompreise aus einer potenziellen, eigenen Photovoltaikanlage mit dem konventionellen Strompreis vergleichen!
Vorteile Solarthermie
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik wurde bereits erwähnt – Solarthermie produziert Wärme, die man im Haushalt zur Wärmegewinnung für die Warmwasseraufbereitung und Heizung verwendet- dadurch ergibt sich ein immenses Einsparpotenzial! Ein weiterer Vorteil betrifft die notwendige Fläche: diese ist bei Solarthermieanlagen wesentlich kleiner als bei Photovoltaikanlagen. Generalurteile sind in diesem Zusammenhang immer schwierig bis unmöglich, doch überschlagsmäßig kann man festhalten: wenn pro Person im Haushalt 1,5 m2 errichtet werden, deckt dies den Warmwasserbedarf von Mai bis September. Installiert man zusätzlich einen Wärmespeicher, kann die Wärme, wie der Ausdruck bereits verrät, gespeichert werden. Das hat den Vorteil, dass die Wärme, wenn sie während des Tages nicht gebraucht wird, am Abend verwendet werden kann. Außerdem ließe sich, sofern vorhanden, ein Pool mit dieser Technik heizen. Auch die Amortisationszeiten von solarthermischen Anlagen können sich sehen lassen: die finanzielle Amortisation beträgt ungefähr 8 Jahre, während die energetische bei etwa 1,5 Jahren liegt.
Der Unterschied zwischen Solarzellen (unten) und Solarkollektoren (oben) ist hier deutlich erkennbar
Wann ist der beste Zeitpunkt zur Installation
Diesbezüglich gibt es keinen Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik. Wie schon angeführt, ist bereits heute der hauseigene Strom günstiger als jener vom Netz – ein eigenes Kraftwerk lohnt sich praktisch immer. Doch vor allem bei Neubauten ergeben sich viele Vorteile: man kann die Solaranlage gleich in die Planung miteinbeziehen, da diese auch Auswirkungen auf die Wärmedämmung bzw. das Heizsystem hat und somit Abhängigkeiten auftreten, die unbedingt berücksichtigt werden sollten. Die ideale Ausrichtung des Daches liegt zwischen Südost und Südwest und sollte im besten Fall nicht verschattet sein. Die Dachneigung liegt idealerweise zwischen 20° und 60°.
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