Ob Neubau oder Bestandsgebäude: Immer mehr Hausbesitzer installieren eine Solaranlage auf dem Dach. Die Technik hilft, den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Sie senkt die Energiekosten und schafft mehr Unabhängigkeit. Zur Auswahl steht Solarthermie und Photovoltaik – doch was unterscheidet beide voneinander? Welche Gemeinsamkeiten haben die Technologien und noch wichtiger: Welche lohnt sich auf einem Hausdach mehr?

Solaranlagen erzeugen Wärme oder Strom

Bei der Solarthermie und der Photovoltaik handelt es sich um Solaranlagen, die kostenfreie Energie der Sonne im Haus nutzbar machen. Solarthermische Systeme gewinnen Wärme wie ein Regenfass im Sommer. Scheint die Sonne auf den Behälter, erwärmt sich das Wasser im Inneren. Solarthermieanlagen nutzen das Prinzip in Kollektoren und leiten das Wasser ins Haus, wo es der Warmwasserbereitung und/oder der Heizungsunterstützung dient.

Die Photovoltaik gewinnt Strom, indem kleine Zellen in Solarmodulen (auch Solarpaneelen) den photoelektrischen Effekt nutzen. Dabei löst die Strahlung der Sonne Elektronen aus einem speziellen Material. Ist ein elektrischer Verbraucher an beide Seiten der Zellen angeschlossen, fließt Strom, der elektrische Geräte betreiben kann.

Das folgende Video erklärt den Unterschied von Photovoltaik und Solarthermie einfach verständlich.

Aufbau und Funktion der Solarthermie im Überblick

Um die kostenfreie Wärme der Solarthermie im eigenen Haus nutzen zu können, sind verschiedene Komponenten erforderlich. Kollektoren auf dem Dach fangen das Licht der Sonne ein. Sie bestehen entweder aus nebeneinander angeordneten Röhren (Röhrenkollektoren) oder Kästen (Flachkollektoren), durch die Leitungen verlaufen. Beide Arten besitzen dunkel eingefärbte Absorber, die sich im Licht der Sonne erwärmen. Die Wärme geht auf eine Solarflüssigkeit über, welche kontinuierlich zwischen den Kollektoren auf dem Dach und einem Speicher im Haus zirkuliert. Der Speicher, in dem sich Trink- oder Heizungswasser befindet, nimmt die Wärme auf und hält sie bis zum Bedarf im Haus vor.

 

> Weitere Informationen zur Solarthermie im Überblick

 

Aufbau und Funktion der Photovoltaik im Überblick

Genau wie die Solarthermie besitzt auch die Photovoltaik Bauteile auf dem Dach, die das Licht der Sonne einfangen. Diese heißen Module (auch Paneele) und bestehen aus zahlreichen kleinen Solarzellen. Letztere gewinnen Gleichstrom aus der Strahlungsenergie der Sonne, den ein Wechselrichter im nächsten Schritt in Wechselstrom umwandelt. Das ist nötig, um die elektrische Energie im eigenen Haus verbrauchen oder in das öffentliche Netz einspeisen zu können. Während die Bauteile für die Funktion der Photovoltaik bereits ausreichen, wird ein Weiteres immer wichtiger: Der Solarstromspeicher. Er nimmt elektrische Energie am Tage auf und ermöglicht es, den selbst gewonnenen Solarstrom auch in der Nacht zu verbrauchen.

 

> Photovoltaik: Lohnt sich das überhaupt?

 

Solarthermie, Photovoltaik oder gleich beides?

Solaranlagen decken den eigenen Energieverbrauch regenerativ. Sie sparen Geld, verkleinern den CO2-Fußabdruck und schaffen eine hohe energetische Unabhängigkeit. Da Solarthermie- und Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach am besten funktionieren, entsteht dort eine Konkurrenz. Denn die vorhandene Fläche ist begrenzt und beide Systeme benötigen ausreichend Platz. Es stellt sich also die Frage: „Solarthermie- oder Photovoltaik: Was lohnt sich mehr auf meinem Dach?“.

Die folgende Tabelle zeigt Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede und hilft, eine Entscheidung zu treffen.Unterschied Solarthermie und Photovoltaik

Solarthermieanlagen kommen mit wenigen Quadratmetern aus

Dient die Solarthermie der Warmwasserbereitung, genügt eine Dachfläche von 1,0 bis 1,5 Quadratmetern pro Person. Hinzu kommt ein Speicher, der für jeden Mitbewohner 100 Liter Wasser bevorratet. Bei vier Personen sind also 4 bis 6 Quadratmeter Kollektoren und ein 400-Liter-Speicher erforderlich. Unter günstigen Voraussetzungen spart die Technik rund 60 Prozent der Warmwasser- beziehungsweise 5 Prozent der Heizkosten ein. Die Kosten liegen bei 3.500 bis 5.000 Euro.

Soll die Anlage die Heizung unterstützen, ist eine Kollektorfläche von einem Quadratmeter pro 10 Quadratmetern Wohnfläche erforderlich. Hinzu kommt ein Pufferspeicher mit 50 bis 70 Litern pro Quadratmeter Kollektorfläche. Ein 140 Quadratmeter großes Haus benötigt damit rund 14 Quadratmeter Kollektorfläche und einen mindestens 700 Liter fassenden Speicher. Die Heizkosten lassen sich auf diese Weise um etwa 20 Prozent senken. Die Kosten der Solarthermie zur Heizungsunterstützung liegen bei 8.000 bis 12.000 Euro.

Interessant zu wissen Wichtig zu wissen: Vom Staat gibt es mit der BEG-Förderung eine 30 % Förderung für Solarthermie-Anlagen.
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Photovoltaikanlagen verursachen höhere Anschaffungskosten

Bei einer Photovoltaik-Anlage hängt die Größe vom Stromverbrauch ab. Pro 1.000 Kilowattstunden im Jahr empfiehlt sich eine Anlagenleistung von einem Kilowatt peak. Dafür ist eine Fläche von 6 bis 8 Quadratmetern erforderlich. Zusammen mit einem Speicher, der pro Kilowatt Leistung eine Kilowattstunde Strom bevorratet, spart die Photovoltaik rund 60 Prozent der Stromkosten ein (ohne Stromspeicher 20 bis 30 Prozent). Die Kosten betragen rund 8.000 bis 9.000 Euro ohne und 12.000 bis 15.000 Euro mit Stromspeicher.

Interessant zu wissen Fördermittel senken die Anschaffungskosten zwar, stehen allerdings nur regional zur Verfügung. Oft gibt es Zuschüsse nur für Stromspeicher.
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Auf großen Dächern ist die Kombination der Lösungen möglich

Ist die Dachfläche groß genug, können Hausbesitzer Photovoltaik und Solarthermie gut kombinieren. So lässt sich eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung beispielsweise mit Photovoltaik und Wärmepumpe verbinden, um eine hohe Unabhängigkeit zu erreichen.

Bei kleineren Dächern entscheidet der Platz im Haus (Lässt sich ein Wasserspeicher aufstellen?) und/oder die Wirtschaftlichkeit. Energieberater und Fachhandwerker helfen dabei, Ausgaben sowie Einsparungen miteinander zu vergleichen, um eine Entscheidung treffen zu können.

Sind die Dächer weite Teile des Jahres verschattet oder nach Norden ausgerichtet, lohnt sich weder Solarthermie noch Photovoltaik. Denn in diesen Fällen ist die solare Einstrahlung meist zu gering, um ausreichend Energie zu gewinnen.

 

Heizen mit der Sonne: Solarthermie und Photovoltaik möglich

Heizen mit der Sonne liegt im Trend – umsetzen lassen sich zukunftsfähige Konzepte dabei mit Solarthermie und Photovoltaik. Die folgende Übersicht zeigt Lösungen, die sich in der Praxis bewährt haben:

  • Solarthermie und Gasheizung: Die Solarthermie sorgt hier für warmes Trink- oder Heizungswasser. Reicht das kostenfreie Energieangebot nicht aus, schaltet sich die effiziente Gasbrennwertheizung ein. Sie sorgt automatisch für einen hohen Komfort und dafür, dass es nie an Wärme fehlt. Interessant ist die Lösung für Bauherren und Sanierer gleichermaßen. Letztere können auch eine bestehende Gasheizung mit Solarthermie kombinieren.
  • Solarthermie und Pelletheizung: Pelletheizungen arbeiten vollautomatisch und eignen sich ebenfalls für die Kombination mit einer thermischen Solaranlage. Während Letztere der Heizung und/oder der Warmwasserbereitung dient, gleicht die Pelletanlage fehlende Solarenergie aus. Auch hier ist es möglich, neue und bestehende Pelletheizungen mit Solarthermie zu kombinieren.
  • Solarthermie und Wärmepumpe: In dieser Kombination sorgt die thermische Solaranlage für warmes Trinkwasser. Die Wärmepumpe arbeitet länger mit niedrigeren Temperaturen und verbraucht dadurch weniger Strom. Reicht die Solarenergie einmal nicht aus, erwärmt die Solar-Wärmepumpe auch das Trinkwasser.
  • Photovoltaik und Wärmepumpe: Die Solaranlage erzeugt Strom, mit dem die Heizung Umweltenergie nutzbar macht. Damit die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik funktioniert, muss die Photovoltaikanlage möglichst groß sein.
  • Photovoltaik und Elektroheizung: Mit Photovoltaik lohnt sich auch die Elektroheizung wieder. So entscheiden sich immer mehr Bauherren dafür, energiesparende Effizienzhäuser mit Infrarot-Heizplatten und Solarstrom zu beheizen. Der Vorteil liegt in geringeren Anschaffungs- und Wartungskosten.

 

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Quelle / Foto: Bosch Thermotechnik