Photovoltaik und Solarthermie: Was ist der Unterschied?

Viele von uns nennen diese Art der Energiegewinnung schlicht und ergreifend „Solarenergie“ und kehren beide Begriffe über einen Kamm. Dabei unterscheiden sich die beiden Dinge. Je nachdem, wie das umgewandelte Sonnenlicht zum Einsatz kommt, spricht man hier entweder von Photovoltaik oder Solarthermie.

> Gemeinsamkeiten von Photovoltaik und Solarthermie
> Unterschiedliche Merkmale: Photovoltaik
> Unterschiedliche Merkmale: Solarthermie
> Zusammenfassung: Unterschiede Photovoltaik und Solarthermie
> Beides in einem: Hybrid-Kombianlage

Gemeinsamkeiten von Photovoltaik und Solarthermie: Beide nutzen Sonnenenergie

Photovoltaik und Solarthermie arbeiten auf dieselbe Weise: Nämlich indem sie das Sonnenlicht in Energie umwandeln. Lediglich die Einsatzgebiete und die Art der Energie entscheidet sich deutlich.

Der Ort, an dem beide Gerätschaften montiert werden, ist in der Regel ebenfalls gleich: Photovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen kommen auf das Hausdach, weil dort natürlich der optimale Winkel zur Sonne - der Quelle von Sonnenstrahlen - liegt. So können in beiden Fällen die Sonnenstrahlen  eingefangen und und die darin befindliche Energie in nutzbare Energie in Form von Strom (Photovoltaik) oder Wärme (Solarthermie) umgewandelt werden.

Weiterhin können beide vom Staat gefördert werden, wobei sich die Höhe im Einzelfall unterscheidet. Soweit die Gemeinsamkeiten der beiden Techniken zur sonnenbasierten Energieumwandlung und deren Nutzung. 

Unterschiedliche Merkmale: Photovoltaik

Der erste entscheidende Unterschied zur Solarthermie ist die Art der Energie, in was das Sonnenlicht umgewandelt wird. Photovoltaikanlagen wandeln die eingefangene Sonnenenergie in Strom um. Dieser Strom wandert entweder in einen Stromspeicher für spätere Nutzung oder direkt in den Haushalt, wo er bei Bedarf sofort eingesetzt wird. Denn eine Photovoltaikanlage produziert nur Strom, wenn er auch gebraucht wird, sprich: Wenn ein elektrisches Gerät eingeschaltet wird. Ansonsten wird keine Energie aus der Sonne gewonnen, egal wie viel Sonnenlicht auf die Anlage scheint. Da der Verbrauch von Strom jedoch meist variiert und der Bedarf meist am Abend erfolgt, scheint logischerweise keine Sonne mehr. Zum Glück können Photovoltaikanlagen auch nachts oder bei schwachem Sonnenlicht die Energie umwandeln. Das ist bei einer Solarthermie nicht der Fall.

Ein weiterer Unterschied ist die Bauweise, denn Photovoltaik und Solarthermie besitzen unterschiedliche Bauteile, da sie ja unterschiedlich genutzt werden. Photovoltaik besteht aus Solarmodulen. Diese Module bestehen aus ca. 60 (bei Halbzellen 120) Siliziumzellen. Diese Zellen wandeln die Sonnenstrahlen in Gleichstrom um. Dieser wandert durch einen Wechselrichter, wo er in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt wird: Der schlussendlichen Ressource für die Nutzung im Haushalt.
Der Unterschied zwischen Halbzelle und normale Zelle: Halbzellen sind einfach nur Siliziumzellen, die in zwei Hälften geschnitten werden. Der Vorteil hierbei ist, dass durch die Halbzellen weniger elektrische Verluste durch die Beschaffenheit der Zellen entsteht und dadurch auch weniger Leistungsverlust entsteht. Deswegen wird der Trend von Halbzellenmodulen immer beliebter bei Herstellern.

Weiterhin sollte man für die Planung mit Solarenergie einberechnen, dass Photovoltaikanlagen deutlich mehr Platz benötigen, als Solarthermieanlagen. Die quadratischen Module nehmen mehr Fläche auf dem Dach ein und benötigen für maximale Effizienz mehrere Module.

Zum Schluss muss auch der Geldbeutel ausgereizt werden, wenn man sich für Photovoltaik entscheidet. Denn so eine Anlage ist durch ihr Einsatzspektrum teurer als eine Solarthermieanlage.

Unterschiedliche Merkmale: Solarthermie

Da wir nun wissen, wie Photovoltaik funktioniert, werfen wir doch mal einen Blick auf die Solarthermie. Solarthermie absorbiert direktes Sonnenlicht und wandelt es mithilfe einer speziellen Flüssigkeit in Wärme um. Diese Wärme kann für Warmwasser oder als Unterstützung für die Heizung verwendet werden. Entgegen der Photovoltaik, die nur Energie produziert, wenn sie gebraucht wird, produziert die Solarthermieanlage immer Wärme. Egal, ob sie gerade gebraucht wird oder nicht. Überschüssige Wärme wird nicht in einen eingebauten Speicher eingespeist und verpufft. Hierbei kann ein separater Wärmespeicher Abhilfe schaffen, der die überschüssige Energie zwischenlagert, bis sie genutzt wird. Allerdings kann der Wärmespeicher 'voll' werden und dann wird keine Wärme mehr eingefangen. Bis zum nächsten Tag, wenn der Wärmespeicher entleert wird.

Während Photovoltaikmodule aus Siliziumzellen bestehen und eine quadratische Form besitzen, bestehen Solarthermieanlagen aus röhrenförmigen Sonnenkollektoren. In diesen Kollektoren befinden sich Absorber, die den direkten Einfall der Sonnenstrahlen aufnehmen. Ohne Sonne kann eine Solarthermie also keine Energie gewinnen. In den Röhren befindet sich zudem eine Flüssigkeit, die von der Sonne erhitzt wird. Die Flüssigkeit besteht aus einem Gemisch von Wasser und Frostschutzmittel, die in den Röhren zirkulieren. Diese erhitzte Energie wandert nun mittels einer Wärmepumpe zu einem Wärmetauscher, der zur Heizung gelangt oder zum Baden benutzt werden kann, indem er das Wasser erwärmt.

Die Kollektoren einer Solarthermieanlage sind kleiner und kompakter, als Siliziummodule von Photovoltaikanlagen. Sie nehmen auf dem Dach daher weniger Platz ein und 'verunstalten' das Dach nicht so gravierend. Außerdem sind sie günstiger als Photovoltaikmodule.

Dafür sind sie auch wartungsintensiver. Eine kleine Wartung muss alle 1-2 Jahre durchgeführt werden und eine intensive Wartung alle 3-6 Jahre. Bei einer Photovoltaik muss nur alle 4 Jahre eine Wartung durchgeführt werden.

Zusammenfassung: Unterschiede Photovoltaik und Solarthermie

Nun könnte man argumentieren: „Eine Solarthermie lohnt sich ja gar nicht! Mit der Photovoltaik kann ich alles, was die Solarthermie auch kann, und noch mehr!“
Ein berechtigter Einwand, der je nach Verwendungsgrad der Solarenergie auch der Wahrheit entspricht. Aber nicht immer. Die Solarthermie bietet einige wirtschaftliche Vorteile gegenüber der Photovoltaik.

So ist zum einen, die Anschaffung einer Solarthermie günstiger, als eine Photovoltaik. Auch der Platz, den die Solarthermie auf dem Dach einnimmt, ist geringer. Möchte man die Solarthermie lediglich zum Heizen nutzen, um Heizkosten einzusparen in seiner Mietwohnung, dann lohnen sich Solarthermieanlagen definitiv. Eine Photovoltaikanlage ist hingegen perfekt, wenn man seinen gesamten Stromverbrauch ökologisch und langfristig Geld sparend verwalten möchte.

In der nachfolgenden Tabelle, sind die Unterschiede und Vorteile noch einmal für Sie zusammen gefasst:

Warum nicht beides in Einem? Die Hybrid-Kombianlage

Es gibt durchaus die Möglichkeit, beides zu kombinieren, ohne zwei separate Anlagen auf sein Dach zu montieren. Eine Hybridanlage aus Solarthermie und Photovoltaik, sprachlich auch als Photothermie oder Thermovoltaik bezeichnet. Diese Namenskombinationen lassen bereits darauf schließen, dass diese Anlage beides macht: Wärme und Strom erzeugen.

Aber lohnt sich das überhaupt? Durch die geteilten Module ist die Effienz natürlich deutlich geringer als bei richtigen Anlagen. Dafür bietet sich ein ästhetisches Erscheinungsbild, welches durch zwei vollkommen unterschiedliche Anlagen gestört wäre.

Nun stellt sich zurecht die nächste Frage: Wann ist eine Kombianlage sinnvoll? Eine Kombianlage ist bei hohen Umgebungstemperaturen sinnvoll. Die Module der Photovoltaik verlieren ihren Wirkungsgrad bei zu hoher Hitze. Wenn diese Hitze durch die Kollektoren des Thermieanteils absorbiert wird, garantiert das für die Photovotaikmodule höhere Effizienz und zugleich Warmwasser für die Waschmaschine oder die Badewanne. 

Rein ökologisch betrachtet, holen Sie mit einer Kombianlage das Maximum aus der Sonnenenergie. 

Welches der drei Systeme schlussendlich mehr Sinn ergibt, unterscheidet sich von Gebäude zu Gebäude. Darum ist eine Beratung, bevor man sich eine dieser Anlagen anschafft, essentiell um diese Frage zu klären.

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