Photovoltaik vs. Solarthermie: Strom und Wärme von der Sonne klar unterschieden

Sonnenenergie ist kostenlos, unerschöpflich und sauber – eine Verlockung für jeden Hausbesitzer, der unabhängiger werden und Kosten sparen möchte. Doch wenn es darum geht, die Kraft der Sonne für das eigene Zuhause zu nutzen, stößt man schnell auf zwei Begriffe: Photovoltaik und Solarthermie.

Obwohl beide Technologien Sonnenlicht als Energiequelle nutzen, dienen sie grundlegend unterschiedlichen Zwecken. Sie werden häufig verwechselt, doch den Unterschied zu verstehen, ist entscheidend, um die richtige Investition zu tätigen. Dieser Artikel erklärt Ihnen den Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie und hilft Ihnen, die passende Lösung für Ihre Bedürfnisse zu finden.

Das Wichtigste zuerst: Der Kernunterschied

Um es auf den Punkt zu bringen: Der fundamentale Unterschied liegt in der Art der Energie, die erzeugt wird.

Photovoltaik (PV) erzeugt Strom. Stellen Sie sich Photovoltaikmodule wie kleine Kraftwerke auf Ihrem Dach vor. Sie wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Diesen Strom können Sie für alle Ihre elektrischen Geräte im Haushalt nutzen, Ihr Elektroauto laden oder ins öffentliche Netz einspeisen.

Solarthermie erzeugt Wärme. Solarthermische Anlagen hingegen funktionieren eher wie ein riesiger, von der Sonne betriebener Wasserkocher. Die Kollektoren auf dem Dach fangen die Sonnenstrahlung ein, um eine spezielle Solarflüssigkeit zu erwärmen. Diese Wärme nutzen Sie dann für die Warmwasserbereitung oder zur Unterstützung Ihrer Heizung.

Photovoltaik liefert also den „Saft“ für Ihre Steckdosen, Solarthermie die Wärme für Wasserhahn und Heizkörper.

Wie funktioniert Photovoltaik? Solarstrom einfach erklärt

Eine Photovoltaikanlage besteht im Wesentlichen aus drei Hauptkomponenten:

1. Solarmodule: Sie bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen. Treffen Sonnenstrahlen auf diese Zellen, entsteht durch den photovoltaischen Effekt Gleichstrom.

2. Wechselrichter: Der von den Modulen erzeugte Gleichstrom kann so noch nicht im Haushalt genutzt werden. Der Wechselrichter wandelt ihn in den haushaltsüblichen Wechselstrom (230 Volt) um.

3. Stromzähler: Ein spezieller Zähler, oft ein Zweirichtungszähler, misst, wie viel Strom Sie selbst produzieren, wie viel Sie davon verbrauchen und wie viel überschüssiger Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird.

Der erzeugte Solarstrom lässt sich vielseitig nutzen:

• Direkter Eigenverbrauch: Der Strom wird sofort im Haus verbraucht, um Lampen, Kühlschrank, Waschmaschine und andere Geräte zu betreiben.
• Speicherung: Mit einem zusätzlichen Batteriespeicher kann überschüssiger Strom für später aufbewahrt werden, beispielsweise für die Abendstunden oder sonnenarme Tage.
• Netzeinspeisung: Wird mehr Strom produziert als verbraucht oder gespeichert werden kann, fließt er ins öffentliche Stromnetz und wird nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet.

Ziel ist ein möglichst hoher Eigenverbrauch, da dieser die größte Kostenersparnis bringt.

Wie funktioniert Solarthermie? Sonnenwärme verstehen

Auch eine solarthermische Anlage besteht aus mehreren Komponenten:

Solarkollektoren: Dies sind meist Flach- oder Röhrenkollektoren, die auf dem Dach montiert werden. In ihrem Inneren zirkuliert eine frostsichere Flüssigkeit (Solarfluid). Trifft Sonnenlicht auf die Kollektoren, erwärmt sich diese Flüssigkeit.

Solarkreislauf: Eine Pumpe transportiert die erwärmte Solarflüssigkeit vom Kollektor zu einem Wärmespeicher im Haus.

Wärmespeicher (Pufferspeicher): In diesem gut isolierten Speicher gibt die Solarflüssigkeit ihre Wärme über einen Wärmetauscher an das Trink- oder Heizungswasser ab. Die abgekühlte Flüssigkeit fließt dann zurück zum Kollektor, um erneut erwärmt zu werden – ein geschlossener Kreislauf.

Die gewonnene Wärme wird primär für zwei Zwecke genutzt:

Trinkwassererwärmung: Deckung des täglichen Warmwasserbedarfs für Bad und Küche.

Heizungsunterstützung: Vor allem in der Übergangszeit kann die Solarthermieanlage die Heizung entlasten und so Heizkosten reduzieren.

Photovoltaik vs. Solarthermie: Der große Vergleich für Hausbesitzer

Um Ihnen die Entscheidung zu erleichtern, stellen wir beide Technologien anhand der wichtigsten Kriterien für Hausbesitzer gegenüber.

Anwendungsbereiche

Photovoltaik ist sehr vielseitig. Der erzeugte Strom kann für alle Haushaltsgeräte, Beleuchtung und Unterhaltungselektronik genutzt werden. Besonders interessant ist PV für den Betrieb von Wärmepumpen und das Laden von Elektroautos, da sie ein hohes Maß an Autarkie ermöglicht.

Solarthermie ist auf die Wärmeerzeugung fokussiert. Sie dient hauptsächlich zur Erwärmung von Trinkwasser und zur Unterstützung eines bestehenden Heizsystems (z. B. einer Gas- oder Ölheizung).

Kosten und Wirtschaftlichkeit

Die Kosten sind ein entscheidender Faktor. Hier eine grobe Orientierung für ein typisches Einfamilienhaus in Deutschland:

Photovoltaikanlagen: Die Anschaffungskosten liegen bei etwa 1.200 bis 2.000 Euro pro Kilowattpeak (kWp) installierter Leistung. Für ein Einfamilienhaus (ca. 5–10 kWp) bedeutet das eine Investition zwischen 10.000 und 25.000 Euro. Die laufenden Kosten sind gering. Die Einsparungen ergeben sich aus dem Eigenverbrauch und der Einspeisevergütung. Die Amortisation liegt oft zwischen 10 und 15 Jahren.

Solarthermische Anlagen: Für eine Anlage zur reinen Warmwasserbereitung (ca. 5 m² Kollektorfläche) können Sie mit 4.000 bis 5.000 Euro rechnen. Anlagen zur Heizungsunterstützung sind größer und teurer, oft zwischen 5.000 und 10.000 Euro. Die laufenden Kosten sind moderat. Die Einsparungen entstehen durch reduzierte Heizkosten für Gas oder Öl. Die Amortisation ist stark von der Entwicklung der Brennstoffpreise abhängig.

Förderungen: Für beide Technologien gibt es staatliche Förderprogramme (z. B. über die KfW oder das BAFA). Es lohnt sich, die aktuellen Konditionen genau zu prüfen.

Effizienz und Ertrag

Photovoltaik: Moderne PV-Module erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 15–20 %. Sie wandeln also 15–20 % der Sonnenenergie in Strom um. Der Ertrag wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen.

Solarthermie: Kollektoren haben einen höheren Wirkungsgrad von etwa 50–70 % bei der Wärmeerzeugung. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist jedoch, wie viel der erzeugten Energie – ob Strom oder Wärme – tatsächlich genutzt wird und Kosten spart.

Platzbedarf auf dem Dach

Photovoltaik benötigt tendenziell mehr Dachfläche, da der Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung geringer ist.

Solarthermie kommt mit weniger Fläche aus. Für die reine Warmwasserbereitung reichen oft schon 4–6 m² Kollektorfläche.

Lebensdauer

Photovoltaik: Solarmodule haben eine typische Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren oder länger, mit Leistungsgarantien über 25 Jahre. Der Wechselrichter muss eventuell nach 10–15 Jahren getauscht werden.

Solarthermie: Auch hier geht man bei Kollektoren von 20 bis 25 Jahren aus. Komponenten wie Pumpen können früher einen Austausch erfordern.

Umweltaspekte

Beide Technologien nutzen erneuerbare Energie und tragen zur Reduzierung von CO₂-Emissionen bei. Die für die Herstellung benötigte Energie amortisiert sich während der langen Betriebszeit um ein Vielfaches.

Sonderfall: Hybridmodule (PVT) – Strom UND Wärme kombiniert?

Ja, es gibt sie: sogenannte PVT-Module (photovoltaisch-thermische Module). Sie kombinieren Photovoltaikzellen zur Stromerzeugung mit einem thermischen Absorber zur Wärmegewinnung in einem Modul.

PVT-Module können interessant sein, wenn nur sehr begrenzt Dachfläche zur Verfügung steht. Allerdings sind sie oft teurer und komplexer in der Installation als separate Anlagen. Ihre Marktdurchdringung in Deutschland ist noch vergleichsweise gering.

Welche Anlage ist die richtige für mich? Ein kleiner Leitfaden

Die Entscheidung hängt stark von Ihren individuellen Bedürfnissen ab. Stellen Sie sich folgende Fragen:

• Was ist mein Hauptziel? Stromkosten senken oder Heizkosten reduzieren?
• Wie hoch ist mein Stromverbrauch? Habe ich große Verbraucher wie ein E-Auto oder eine Wärmepumpe?
• Wie hoch ist mein Warmwasserbedarf und welches Heizsystem nutze ich?
• Wie viel geeignete und unverschattete Dachfläche steht zur Verfügung?
• Welches Budget habe ich?

Empfehlungen basierend auf typischen Szenarien:

Szenario 1: Hoher Stromverbrauch, Wunsch nach Unabhängigkeit, E-Auto vorhanden/geplant. Hier ist eine Photovoltaikanlage, idealerweise mit einem Stromspeicher, die erste Wahl.

Szenario 2: Fokus auf Senkung der Warmwasserkosten bei älterem Heizsystem. Eine Solarthermieanlage zur reinen Trinkwassererwärmung kann eine sinnvolle und kostengünstige Ergänzung sein.

Szenario 3: Neubau oder Sanierung mit Wärmepumpe. Eine Photovoltaikanlage ist hier ideal, um den für die Wärmepumpe benötigten Strom selbst zu erzeugen. Das ist oft wirtschaftlicher als eine separate Solarthermieanlage.

Szenario 4: Begrenzte Mittel, aber Wunsch nach Solarenergie. Kleinere Photovoltaikanlagen wie Balkonkraftwerke können ein guter Einstieg sein, um erste Erfahrungen zu sammeln.

Der Trend in Deutschland: Photovoltaik auf dem Vormarsch

Die Marktdaten zeigen einen klaren Trend: Der Ausbau der Photovoltaik boomt. Dies liegt daran, dass Photovoltaik als die vielseitigere und oft wirtschaftlich attraktivere Technologie angesehen wird, insbesondere im Kontext der Sektorkopplung (gemeinsame Nutzung von Strom für Wärme und Mobilität).

Im Gegensatz dazu steht der Markt für Solarthermie vor Herausforderungen und ist tendenziell rückläufig. Photovoltaik in Kombination mit einer Wärmepumpe wird oft als die zukunftssicherere Lösung für Heizen und Warmwasser gesehen.

Fazit: Klarheit für Ihre Entscheidung

Photovoltaik und Solarthermie sind zwei unterschiedliche Wege, um die Kraft der Sonne zu nutzen:

Photovoltaik erzeugt Strom – vielseitig einsetzbar, zunehmend wirtschaftlich und ein Schlüssel zur Energiewende im Stromsektor.

Solarthermie erzeugt Wärme – primär für Warmwasser und zur Heizungsunterstützung, kann Heizkosten für fossile Brennstoffe senken.

Letztlich hängt die Wahl von Ihren individuellen Zielen ab. Photovoltaik bietet oft die breiteren Anwendungsmöglichkeiten und gilt als zukunftssicherere Investition, insbesondere wenn Sie auch Bereiche wie Heizen (mit Wärmepumpe) und Mobilität (mit E-Auto) solar versorgen möchten.

Wir hoffen, diese Übersicht verschafft Ihnen die nötige Klarheit für Ihre Entscheidung. Für eine detaillierte Planung und individuelle Beratung sollten Sie immer einen Fachbetrieb hinzuziehen. Mit dem hier gewonnenen Wissen sind Sie auf solche Gespräche jedoch bestens vorbereitet.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) – kurz & bündig

Kann man Photovoltaik und Solarthermie kombinieren?

Ja, das ist möglich, entweder durch zwei separate Systeme oder durch PVT-Hybridmodule. Eine Kombination ist sinnvoll, wenn sowohl ein hoher Strom- als auch Wärmebedarf solar gedeckt werden soll und ausreichend Dachfläche vorhanden ist.

Was ist im Winter leistungsfähiger?

Photovoltaikanlagen erzeugen auch bei geringer Sonneneinstrahlung und Kälte Strom, wenn auch weniger als im Sommer. Solarthermische Anlagen sind im Winter bei der Wärmeerzeugung stärker eingeschränkt, können aber dennoch zur Warmwasserbereitung beitragen.

Lohnt sich das überhaupt in Deutschland?

Ja, beide Technologien können sich in Deutschland lohnen. Photovoltaikanlagen sind durch gesunkene Preise und den Eigenverbrauch oft sehr rentabel. Die Rentabilität von Solarthermie hängt stark von den eingesparten Brennstoffkosten ab. Generell gilt: Je höher die Energiepreise steigen, desto schneller amortisieren sich Solaranlagen.

Was ist der Unterschied im Aussehen der Module/Kollektoren?

Photovoltaikmodule haben meist eine homogene, dunkle Oberfläche aus Solarzellen. Bei Solarthermie-Flachkollektoren sieht man oft eine sichtbare Verrohrung unter einer Glasabdeckung. Röhrenkollektoren bestehen aus einzelnen Glasröhren.