Solarthermie oder Photovoltaik – was ist besser?

Die Nutzung von Sonnenenergie wird immer beliebter – sowohl für die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen als auch für die Wärmeerzeugung mittels Solarthermie. Viele Hausbesitzer stehen vor der Entscheidung, welches System für ihre Bedürfnisse sinnvoller ist.

Während Photovoltaikanlagen Sonnenstrahlung direkt in elektrischen Strom umwandeln, der ins Hausnetz eingespeist oder gespeichert werden kann, erzeugen thermische Solaranlagen Wärme für Heizung und Warmwasser. Der Wirkungsgrad der Systeme unterscheidet sich dabei erheblich: Solarthermie erreicht mit 60-80% deutlich höhere Effizienzwerte als Photovoltaik mit 15-22%, nutzt die gewonnene Energie aber nur für Wärmezwecke.

Die Entscheidung zwischen beiden Technologien hängt von mehreren Faktoren ab – vom individuellen Energieverbrauch über die verfügbare Dachfläche bis hin zu Anschaffungskosten und Fördermöglichkeiten. Auch die Kombination beider Systeme oder die Ergänzung einer Photovoltaikanlage mit Wärmepumpe kann eine sinnvolle Alternative zu fossilen Energieträgern wie Öl und Gas darstellen.

Solarthermie oder Photovoltaik: Die richtige Wahl

Die Frage “Solarthermie oder Photovoltaik” beschäftigt viele Hausbesitzer, die auf erneuerbare Energien umsteigen möchten. Beide Systeme nutzen die Sonnenenergie, aber auf unterschiedliche Weise. Während Photovoltaikanlagen das Sonnenlicht direkt in Strom umwandeln, erzeugen Solarthermieanlagen Wärme für Heizung und Warmwasser.

Wir haben in unserer 15-jährigen Beratungspraxis festgestellt, dass die Entscheidung zwischen beiden Technologien von Ihren individuellen Bedürfnissen abhängt. Mal ehrlich: Hätten Sie gewusst, dass eine solarthermische Anlage pro Quadratmeter energetisch effizienter ist als eine Photovoltaikanlage? Sie liefert mehr Energie pro Fläche – allerdings in Form von Wärme, nicht als elektrischer Strom.

Die Wahl zwischen den Systemen ist keine Entweder-Oder-Entscheidung. Tatsächlich können Sie beide Technologien sinnvoll kombinieren, um Ihren Haushalt unabhängiger von fossilen Brennstoffen zu machen.

Gemeinsamkeiten von Solarthermie und Photovoltaik

Solarthermie und Photovoltaik sind beides Technologien, die Sonnenenergie nutzbar machen. Sie werden auf dem Dach installiert und wandeln Sonnenstrahlung in eine für uns nutzbare Energieform um. Beide tragen zur Energiewende bei und reduzieren den CO₂-Ausstoß erheblich.

Die Installation beider Systeme wird staatlich gefördert, was die Kosten für die Anschaffung erheblich senkt. Sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie arbeiten zuverlässig und nahezu wartungsfrei. Sie können zudem problemlos in bestehende Heizsysteme und Stromnetze integriert werden.

Der grundlegende Unterschied: Photovoltaik erzeugt Strom, Solarthermie erzeugt Wärme. Diese simple Unterscheidung ist entscheidend für die Anwendungsbereiche beider Technologien.

Wie funktionieren die Systeme?

Bei der Photovoltaik wandeln Solarzellen das Sonnenlicht direkt in elektrischen Gleichstrom um. Diese Zellen bestehen hauptsächlich aus Silicium und nutzen den photoelektrischen Effekt – ein physikalisches Prinzip, bei dem Lichtenergie Elektronen aus ihrer Bindung löst. Der so erzeugte Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter in haushaltstauglichen Wechselstrom umgewandelt.

Sie können den erzeugten Solarstrom direkt verbrauchen, in einem Stromspeicher zwischenspeichern oder ins öffentliche Stromnetz einspeisen. Für eingespeisten Strom erhalten Sie eine Einspeisevergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz.

Die Solarthermie funktioniert dagegen wie ein schwarzer Gartenschlauch in der Sonne: Ein Sonnenkollektor (auch Solarkollektor genannt) nimmt die Sonnenwärme auf und erwärmt damit eine frost- und korrosionsgeschützte Flüssigkeit. Diese Wärme wird mittels einer Pumpe über einen Rohrkreislauf in den Pufferspeicher transportiert. Wiederum wird über einen Wärmeübertrager die gewonnene Wärme an Heizkörper oder Warmwasser abgegeben. So können Sie die Energie für Heizung und Warmwasserbereitung nutzen.

“In meiner eigenen Wohnung hab ich festgestellt, wie gut die Kombi aus Wärmepumpe und PV funktioniert”, erzählt mir ein Kollege. “Kaum zu glauben, wieviel Unabhängigkeit das bringt.”

Solaranlagen im Überblick

Es gibt verschiedene Arten von Solaranlagen, die je nach Anwendungszweck eingesetzt werden können. Bei der Solarthermie unterscheidet man hauptsächlich zwischen:

• Flachkollektoren: kostengünstig, robust, gutes Preis-Leistungs-Verhältnis
• Vakuumröhrenkollektoren: höherer Wirkungsgrad, besonders bei diffuser Strahlung und niedrigen Temperaturen
• Luftkollektoren: zur direkten Raumlufterwärmung

Bei der Photovoltaik differenziert man vor allem zwischen:

• Monokristalline Module: höchster Wirkungsgrad (20-23%), teurer
• Polykristalline Module: etwas geringerer Wirkungsgrad (17-20%), günstigere Anschaffung
• Dünnschichtmodule: flexibler einsetzbar, geringerer Wirkungsgrad

Neuere Entwicklungen wie die Agri-Photovoltaik, die Landwirtschaft mit Stromerzeugung auf derselben Fläche kombiniert, oder die Building-Integrated Photovoltaik (BIPV), die konventionelle Baumaterialien ersetzt, zeigen die Innovationskraft der Branche.

Effizienz und Wirkungsgrad der Anlagen

Wenn es um Effizienz geht, hat die Solarthermie die Nase vorn. Moderne Solarthermieanlagen erreichen Kollektorwirkungsgrade von über 80%. Die Systemwirkungsgrade gesamter Anlagen liegen je nach Anwendung zwischen 25-70%. Diese Zahlen klingen beeindruckend, besonders verglichen mit den 17-23% Wirkungsgrad, die Photovoltaikmodule mit kristallinen Zellen erreichen.

Aber diese Zahlen erzählen nicht die ganze Geschichte. Denn Strom ist eine höherwertige Energieform als Wärme. Strom kann man in fast jede andere Energieform umwandeln – auch in Wärme. Umgekehrt ist das nicht so einfach.

Ein Beispiel: Mit einer 5 kWp-Photovoltaikanlage erzeugen Sie in Deutschland jährlich etwa 4.500-5.000 kWh Strom. Diese elektrische Energie können Sie für verschiedenste Anwendungen nutzen oder durch intelligente Steuerung auch zum Heizen verwenden. Mit einer gleich großen Solarthermieanlage erzeugen Sie mehr Energie in Form von Wärme, aber diese lässt sich ausschließlich für Heizung und Warmwasser nutzen.

Der Wirkungsgrad ist nur ein Faktor unter vielen, der Ihre Entscheidung beeinflussen sollte.

Solarthermie nutzen: Wärme aus Sonnenkollektoren

Solarthermie nutzen macht vor allem dann Sinn, wenn Sie einen hohen Wärmebedarf haben. Die Kollektoren der Solarthermieanlage wandeln Sonnenlicht in Wärme um und erreichen dabei hohe Wirkungsgrade.

Eine typische Solarthermieanlage kann einen großen Teil der Warmwasserbereitung übernehmen – bis zu 60% übers Jahr gesehen. Bei der Heizungsunterstützung ist der Anteil geringer. Abhängig von der Gebäudeart kann sie etwa 10-30% des Heizungswärmebedarfs decken. Diese Zahlen variieren stark je nach Region, Ausrichtung der Anlage und baulichem Zustand Ihres Hauses.

Die gewonnene Wärme wird in einem Pufferspeicher zwischengelagert. Von dort aus kann sie nach Bedarf für das Heizsystem oder die Warmwasserbereitung abgerufen werden. Dank der guten Speicherbarkeit von Wärme kann die Solarthermie auch in den Abendstunden genutzt werden.

Effizienz steigern durch richtige Dimensionierung:

1. Für reine Warmwasserbereitung: etwa 1-1,5 m² Kollektorfläche pro Person
2. Für Heizungsunterstützung: zusätzlich 2-3 m² pro Person
3. Speichergröße: 50-100 Liter pro m² Kollektorfläche

In unserer Praxis hat sich gezeigt: Die richtige Dimensionierung ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit. Zu kleine Anlagen bringen nicht genug Ertrag, zu große führen im Sommer zu Überhitzungsproblemen.

Die Photovoltaikanlage: Stromerzeugung mit Solarmodulen

Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Die Photovoltaikmodule bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die bei Lichteinfall Gleichstrom erzeugen. Ein Wechselrichter wandelt diesen in netzkonformen Wechselstrom um.

Der erzeugte Solarstrom kann auf verschiedene Weise genutzt werden:

• Direkter Eigenverbrauch: Sie nutzen den Strom sofort selbst
• Zwischenspeicherung: Überschüssiger Strom wird in einem Batteriespeicher gespeichert
• Einspeisung ins Netz: Sie erhalten eine Einspeisevergütung

Ein großer Vorteil der Photovoltaik ist ihre Flexibilität. Der Strom kann für verschiedenste Anwendungen genutzt werden – vom Betrieb der Waschmaschine bis zur E-Auto-Ladung. Mit einer Wärmepumpe kann er auch für Heizzwecke eingesetzt werden.

Photovoltaik-Anlagen in Deutschland produzieren jährlich 900-1.160 kWh pro kWp je nach Standort. Im sonnigen Bayern können Sie mit optimal ausgerichteten PV-Anlagen sogar bis zu 1.160 kWh/kWp jährlich erzielen.

Der spezifische PV-Ertrag in Sachsen beträgt übrigens etwa 1.100 kWh/kWp jährlich – nicht schlecht für eine Region, die nicht unbedingt als sonnenverwöhnt gilt!

Installationsaufwand und Platzbedarf

Wenn Sie Platz auf dem Dach haben, ist das super – aber reicht er für beide Systeme? Die Installation beider Anlagentypen erfordert freie Dachfläche, wobei der konkrete Platzbedarf von Ihrem Energiebedarf abhängt.

Grundsätzlich gilt: Für eine vierköpfige Familie benötigen Sie etwa 4-5 m² Kollektorfläche für eine Solarthermieanlage zur reinen Warmwasserbereitung. Soll die Heizung unterstützt werden, sind 10-15 m² sinnvoll.

Eine Photovoltaikanlage zur Deckung eines bedeutenden Teils des Strombedarfs (ohne Heizung) benötigt dagegen etwa 20-40 m². Für ein typisches Einfamilienhaus werden heute oft Anlagen mit 5-10 kWp installiert, was etwa 25-50 m² Dachfläche entspricht.

Die Montage selbst gestaltet sich bei beiden Systemen ähnlich aufwendig. Beide Arten von Solaranlagen werden auf Montagesystemen befestigt, die auf dem Dach angebracht werden.

Ein wichtiger Unterschied: Bei der Solarthermie müssen zusätzlich Rohrleitungen verlegt werden, was den Installationsaufwand erhöht. Photovoltaikanlagen benötigen dagegen nur elektrische Leitungen.

Photovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen im Vergleich

Der direkte Vergleich zwischen Photovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen zeigt einige praktische Unterschiede bei der Installation:

Bei der Solarthermie:

• Erfordert Rohrverbindungen zwischen Kollektor und Speicher
• Schwere Komponenten wie Pufferspeicher müssen im Haus untergebracht werden
• Anschluss ans bestehende Heizsystem notwendig
• Braucht meist weniger Dachfläche als Photovoltaik

Bei der Photovoltaik:

• Einfachere Verkabelung
• Wechselrichter und ggf. Batteriespeicher benötigen Platz
• Leichtere Integration in bestehende Systeme
• Flexible Anlagengröße möglich

“Ich wollte ursprünglich beide Systeme installieren”, erzählte mir ein Kunde letzte Woche, “aber auf meinem Dach war nur Platz für eins. Die Entscheidung fiel auf PV, weil ich damit auch meine Wärmepumpe betreiben kann.”

Der Installationsaufwand ist bei der Solarthermie tendenziell höher, da Rohrleitungen verlegt und eine hydraulische Einbindung ins Heizsystem vorgenommen werden müssen. Die Photovoltaikanlage punktet hier mit einfacherer Installation. Allerdings hängt der tatsächliche Aufwand stark vom Einzelfall ab.

Kombination von Photovoltaik und Solarthermie

Warum sich zwischen Photovoltaik und Solarthermie entscheiden, wenn Sie auch beide Systeme nutzen können? Eine Kombination aus Photovoltaik und Solarthermie kann sehr sinnvoll sein.

Bei ausreichender Dachfläche können Sie die Vorteile beider Technologien nutzen. Die Solarthermie übernimmt dann primär die Warmwasserbereitung, während die Photovoltaik Strom für alle anderen Verbraucher liefert.

Allerdings ist nicht jedes Dach groß genug für beide Systeme in optimaler Größe. In solchen Fällen muss abgewogen werden. Modernere Alternativen sind:

1. Hybridkollektoren: Diese kombinieren Photovoltaik und Solarthermie in einem Modul
2. PV-Wärmepumpen-System: Photovoltaikstrom betreibt eine Wärmepumpe zur Wärmeerzeugung

Hybridkollektoren sind ein spannendes Konzept, aber noch relativ teuer. Sie ermöglichen auf begrenzter Fläche die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme. Zudem kühlen sie die PV-Zellen und steigern dadurch deren Wirkungsgrad.

Ein Kunde erzählte begeistert: “Meine Hybridkollektoren liefern im Winter mehr Wärme als normale Solarthermie, weil sie auch bei Minusgraden noch gut funktionieren.”

Photovoltaik mit Heizstab und Wärmepumpe kombinieren

Eine besonders effiziente Kombination ist die Photovoltaik mit Heizstab oder Wärmepumpe. Hier wird überschüssiger Solarstrom, der nicht direkt im Haushalt verbraucht werden kann, für die Wärmegewinnung genutzt.

Ein Heizstab im Pufferspeicher wandelt den PV-Strom direkt in Wärme um. Diese Power-to-Heat-Lösung ist einfach und günstig, aber energetisch weniger effizient als eine Wärmepumpe.

Die Kombination mit einer Wärmepumpe ist energetisch sinnvoller. Eine Wärmepumpe kann aus 1 kWh Strom je nach Außentemperatur 3-5 kWh Wärme erzeugen. Wärmepumpen arbeiten besonders effizient im Niedertemperaturbereich und passen daher gut zu Fußbodenheizungen.

IBC Solar und andere Anbieter bieten spezielle Systeme, die den PV-Strom intelligent verwalten und bei Überschuss gezielt in die Wärmeerzeugung leiten. Eine PV-Anlage mit Heizstab kann in sonnenreichen Perioden die Warmwasserbereitung übernehmen und so fossile Brennstoffe einsparen.

Übrigens: Mit intelligenten Steuerungen können Sie Ihre Waschmaschine oder den Geschirrspüler automatisch starten, wenn Ihre PV-Anlage gerade viel Strom produziert. So steigern Sie Ihren Eigenverbrauch und die Wirtschaftlichkeit Ihrer Anlage.

Kosten und Wirtschaftlichkeit der Systeme

Die Wirtschaftlichkeit ist für viele Hausbesitzer ein entscheidendes Kriterium. Bei der Solarthermie liegen die Kosten für die Anschaffung zwischen 5.000 und 12.000 Euro, abhängig von der Anlagengröße und dem gewünschten Anwendungsbereich.

Photovoltaikanlagen kosten aktuell etwa 1.500 bis 2.000 Euro pro kWp inklusive Installation. Eine typische 10 kWp-Anlage für ein Einfamilienhaus schlägt also mit 15.000 bis 20.000 Euro zu Buche. Mit Batteriespeicher kommen nochmals 5.000 bis 10.000 Euro hinzu.

Die Amortisationszeit variiert stark je nach individuellen Gegebenheiten:

• Solarthermieanlagen: 10-15 Jahre
• Photovoltaikanlagen: 7-12 Jahre
• PV mit Speicher: 10-15 Jahre

Durch die steigenden Energiepreise und aktuellen Förderungen verbessert sich die Wirtschaftlichkeit beider Systeme kontinuierlich. Mit der Preisentwicklung von Öl und Gas rechnet sich die Investition in Solarthermie immer schneller. Bei der Photovoltaik sorgen gesunkene Modulpreise und steigende Strompreise für attraktive Renditen.

Ein interessanter Fakt: Die Stromgestehungskosten für Photovoltaik liegen zwischen 4,1-14,4 Cent/kWh und sind damit mittlerweile niedriger als die Kosten für Strom aus konventionellen Kraftwerken.

Die CO₂-Emissionen von PV-Anlagen liegen übrigens bei 50-67 g/kWh über den gesamten Lebenszyklus betrachtet – ein Bruchteil dessen, was fossile Energieträger verursachen.

Anschaffungskosten und Förderungen

Die Kosten für die Anschaffung einer Solaranlage werden durch attraktive Förderprogramme gemindert. Bei der Solarthermie fördert das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bis zu 70% der Investitionskosten über KfW-Programme.

Konkret bedeutet das: Sie können bis zu 21.000 Euro Zuschuss für eine Solarthermieanlage erhalten, besonders wenn Sie gleichzeitig eine alte Heizung austauschen.

Für Photovoltaikanlagen gibt es vor allem steuerliche Vergünstigungen:

• 0% Mehrwertsteuer auf PV-Anlagen bis 30 kWp
• Einkommensteuerbefreiung für Anlagen unter 30 kWp
• Befreiung von der EEG-Umlage beim Eigenverbrauch

Zusätzlich bieten viele Kommunen wie München und Stuttgart lokale Förderprogramme an. Die Einspeisevergütung für PV-Strom beträgt 2025 bis zu 12,60 Cent/kWh bei Volleinspeisung.

Bedenken Sie: Die genannten Preise sind Richtwerte und können je nach Region und Anbieter variieren. Ein konkretes Angebot mehrerer Fachbetriebe ist für die genaue Kostenermittlung unerlässlich.

Lebensdauer und Wartung der Anlagen

Ein wichtiger Aspekt bei der Entscheidung zwischen Solarthermie und Photovoltaik ist die Lebensdauer und der Wartungsaufwand. Beide Systeme sind langlebig, haben aber unterschiedlichen Wartungsbedarf.

Solarthermieanlagen haben eine typische Lebensdauer von 20-25 Jahren. Die beweglichen Teile wie Pumpen müssen eventuell früher ersetzt werden. Alle paar Jahre sollte der Frostschutz überprüft und gegebenenfalls erneuert werden.

Photovoltaikanlagen halten länger, typischerweise 25-30 Jahre. Die Hersteller garantieren meist, dass die Module nach 25 Jahren noch mindestens 80% ihrer Nennleistung erbringen. Der tatsächliche jährliche Leistungsverlust liegt bei modernen Modulen bei nur noch 0,3-0,5%.

Bei beiden Systemen ist der Wartungsaufwand gering:

• Gelegentliche Reinigung der Kollektoren/Module
• Sichtprüfung auf Beschädigungen
• Bei Solarthermie: Kontrolle des Betriebsdrucks und des Frostschutzmittels

Ein Wechselrichter bei der Photovoltaikanlage muss möglicherweise nach 10-15 Jahren ausgetauscht werden, was Kosten von etwa 1.000-1.500 Euro verursacht.

Mein Nachbar hat seine Solarthermieanlage seit 18 Jahren und musste bisher nur einmal die Pumpe tauschen. Seine PV-Anlage läuft seit 12 Jahren ohne jegliche Probleme – nur der Wechselrichter wurde vorsorglich nach 10 Jahren erneuert.

Die Energierücklaufzeit, also die Zeit, in der eine Anlage so viel Energie erzeugt, wie für ihre Herstellung benötigt wurde, beträgt bei Solarthermieanlagen etwa 2-3 Jahre und bei PV-Anlagen etwa 1-3 Jahre.

Welche Solaranlage passt zu Ihnen?

Die Entscheidung zwischen Solarthermie oder Photovoltaik hängt von Ihrer individuellen Situation ab. Hier die wichtigsten Entscheidungskriterien:

Wählen Sie Solarthermie, wenn:

• Ihre Warmwasserbereitung und Heizung viel Energie verbrauchen
• Sie eine Öl- oder Gasheizung haben und den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduzieren möchten
• Sie nur begrenzte Dachfläche haben und primär Kosten für Warmwasser sparen möchten
• Sie bereits eine andere Stromquelle (z.B. BHKW) besitzen

Entscheiden Sie sich für Photovoltaik, wenn:

• Sie einen hohen Stromverbrauch haben
• Sie ein Elektroauto besitzen oder anschaffen möchten
• Sie eine Wärmepumpe betreiben oder planen
• Sie flexibel bei der Energienutzung sein möchten
• Sie von steigenden Strompreisen unabhängiger werden wollen

Eine Kombination beider Systeme ist ideal, wenn:

• Genügend Dachfläche zur Verfügung steht
• Sie maximale Unabhängigkeit von externen Energielieferanten anstreben
• Sie bereit sind, eine größere Anfangsinvestition zu tätigen

Bei begrenztem Budget und begrenzter Dachfläche tendiert die Empfehlung heute oft zur Photovoltaik mit Wärmepumpe. Diese Kombination bietet maximale Flexibilität und kann sowohl Strom als auch Wärme bereitstellen.

Was wir in unserer Beratungspraxis immer wieder feststellen: Die optimale Lösung hängt vom Gesamtkonzept ab. Betrachten Sie nicht nur die einzelne Technologie, sondern Ihr gesamtes Energiekonzept – von der Dämmung über die Heizungstechnologie bis zur Stromerzeugung.

Ein Kunde fasste seine Erfahrung so zusammen: “Ich habe mich für Photovoltaik entschieden und heize mit einer Wärmepumpe. An sonnigen Wintertagen produziere ich meinen Heizstrom selbst – das fühlt sich einfach gut an!”

Egal für welches System Sie sich entscheiden – mit Sonnenenergie machen Sie einen wichtigen Schritt in Richtung Energieunabhängigkeit und Klimaschutz.