Solarenergie ist die Zukunft. Das hören wir immer wieder. Aber was bedeutet eigentlich der Begriff “Solar” und wo ist der Unterschied zur Photovoltaik – gibt es den überhaupt?
Der Duden beschreibt das Wort “Solar” ganz einfach: “die Sonne betreffend, zu ihr gehörend, von ihr ausgehend”.* Im Grunde bezieht sich das Wort also nur auf Produkte, Technologien etc., die mit Sonne zu tun haben – und dazu gehört natürlich auch die Photovoltaik. Aber auch die Solarthermie ist eine Technologie, die mit der Kraft der Sonne Energie erzeugt. Sowohl Photovoltaikanlagen als auch Solarthermie-Anlagen werden daher umgangssprachlich oft als Solaranlagen bezeichnet. Solar ist also der Oberbegriff, der die beiden Lösungen verbindet. Aber wo liegen die Unterschiede und welche der Solar-Technologien ist die bessere?
*Quelle: Duden
Wo ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik?
Nun, da wir die Gemeinsamkeiten von PV-Anlagen und Solarthermie-Anlagen kennen, wollen wir uns einmal die Unterschiede ansehen. Denn, obwohl sie beide aus Sonnenlicht Energie machen, sind sie doch sehr verschieden. Der Hauptunterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie ist die Art der Energie, die sie produzieren. Denn die Sache ist hier ganz einfach: Photovoltaik produziert Strom, Solarthermie produziert Wärme.
Beide nutzen dazu Solarmodule auf dem Dach und werden deswegen als Solaranlage bezeichnet. Doch die Technologien, die dahinter stecken, haben wenig gemeinsam. Sehen wir uns einmal an, wie eine Photovoltaikanlage funktioniert und wie die Solarthermie.
Wie funktioniert eine PV-Anlage?
Das Herzstück einer Photovoltaikanlage sind die PV-Module. Sie bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die aus Silizium gefertigt werden. Die Module sind aufgrund des photovoltaischen Effekts in der Lage, Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln.
Wenn die Sonnenstrahlen auf das Silizium treffen, werden durch die Energie des Lichts Elektronen aus ihren Atomen gelöst und es entsteht in den Photovoltaikmodulen ein elektrischer Strom. Dieser wird dann vom Wechselrichter weiterverarbeitet und entweder direkt in unsere Steckdose geschickt oder im Stromspeicher aufbewahrt, bis wir die Energie benötigen. In den meisten Fällen ist die Photovoltaikanlage an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Überschüssig produzierter PV-Strom kann dann in das Netz eingespeist werden. Dafür erhalten Betreiberinnen und Betreiber der Anlage eine Einspeisevergütung, da sie die elektrische Energie vom eigenen Dach so der Allgemeinheit zugänglich machen.
Wie funktioniert Wärmegewinnung mithilfe von Solarthermie?
Die Energiegewinnung über Solarthermie erfolgt ebenfalls mithilfe von Solarmodulen auf dem Dach. Diese werden hier allerdings Solar-Kollektoren genannt. Sie fangen die Wärme der Sonnenstrahlen auf. Dabei gibt es verschiedene Arten von Kollektoren, zum Beispiel Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Flachkollektoren bestehen aus einer dunklen, Wärme absorbierenden Oberfläche, die von einer Glasscheibe bedeckt ist, um die Wärme einzuschließen. Vakuumröhrenkollektoren folgen im Grunde dem gleichen Prinzip, haben jedoch eine höhere Effizienz, da sie aus doppelwandigen Röhren bestehen, zwischen denen ein Vakuum liegt, das als Isolator dient. Auf diese Weise geht weniger Energie verloren.
Innerhalb der Kollektoren zirkuliert ein Trägermedium, das die aufgenommene Wärme aufnimmt und weitergibt – das kann zum Beispiel eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel sein, um das Einfrieren im Winter zu verhindern. Das erhitzte Wärmeträgermedium gelangt durch Rohrleitungen zu einem Wärmetauscher, der sich im Speichertank befindet. Der Wärmetauscher überträgt die Wärme des Mediums auf das Wasser im Tank. Von dort aus gelangt es in den Haushalt. Die Solarthermie dient somit zur Warmwasserbereitung oder der Heizung.
Was ist besser: Solarthermie oder eine Photovoltaikanlage?
Trotz des großen Unterschieds zwischen Photovoltaik und Solarthermie verbindet die beiden Technologien ein sehr wichtiger Aspekt: der Umweltschutz. Beide setzen auf erneuerbare Energien und sind damit für jeden Haushalt ein Schritt in eine nachhaltigere Zukunft. Welche Technologie die bessere ist, lässt sich pauschal nicht beantworten – hier kommt es ganz individuell darauf an, wodurch der größere Nutzen im Haushalt entsteht.
Wer durch das Investment in Solar beispielsweise seine Stromkosten senken möchte oder unabhängiger vom öffentlichen Versorger werden möchte, entscheidet sich für Photovoltaik. Wer jedoch den Fokus auf die Warmwassergewinnung legt, ist mit einer Anlage für Solarthermie gut beraten. Sehen wir uns die Pro- und Kontra-Listen dazu einmal im Detail an.
Vor- und Nachteile Photovoltaikanlagen
Pro
- Einsatz erneuerbarer Energien
- Verringert den CO2-Ausstoß
- Reduziert Stromkosten
- Hohe Autarkie von öffentlichen Stromversorgern
- Sehr flexibel im Haushalt, für die Heizung oder E-Mobilität einsetzbar
- Einspeisevergütung für überschüssigen Strom
- Lange Laufzeit von bis zu 30 Jahren
Kontra
- Hohe Anfangsinvestition
- Wetterabhängigkeit
- Platzbedarf auf dem Dach
Vor- und Nachteile Solarthermie
Pro
- Günstigere Anschaffungskosten
- Einsatz erneuerbarer Energien
- Verringert den CO2-Ausstoß
- Reduziert Heizkosten
- Meist kombinierbar mit verschiedenen Heizsystemen
- Wenig Platzbedarf auf dem Dach
- Lange Laufzeit von bis zu 30 Jahren
Kontra
- Hohe Anfangsinvestition
- Kaum Wärmeerzeugung im Winter
- Längere Amortisationsdauer
- Weniger Flexibilität
Kann man Photovoltaik und Solar auf dem Dach kombinieren?
Wir sehen also, dass beide Technologien ihre Vorzüge haben, aber auch Nachteile mit sich bringen. Da stellt sich findigen Energie-Pionieren natürlich die Frage, ob sich die Wärmegewinnung mithilfe der Solarthermie nicht mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach kombinieren lässt.
Tatsächlich ist das eine gute Idee. Denn der Einsatz der Solarthermie ist saisonal stark beschränkt. Die Heizung im Haus das ganze Jahr darüber zu decken, ist recht unrealistisch. Doch es gibt eine Lösung: Wir kombinieren Solarthermie mit einer Wärmepumpe.
Die Solarthermie kann die Wärmepumpe unterstützen oder auch nur die Erwärmung des Brauchwassers übernehmen, während sich die Wärmepumpe um die Heizung kümmert. Letztere nutzt ebenfalls erneuerbare Energie, indem sie die Umgebungswärme einsetzt. Doch die Wärmepumpe braucht für ihre Dienste natürlich auch Strom. Hier schließt sich der nachhaltige Kreis in unserem Plan, denn zur Stromerzeugung haben wir ja unsere Photovoltaikanlage auf dem Dach.
Solaranlage vom Profi
Nun, da Sie den Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie kennen und auch wissen, wie sich die beiden Technologien kombinieren lassen, können Sie einschätzen, wie Sie die Lösungen bestmöglich in Ihrem Haushalt einsetzen. Photovoltaikanlagen sind dabei ein zuverlässiger, planungssicherer und flexibler Baustein, der die Stromversorgung in Ihrem Haushalt übernimmt.
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