Wer über eine Solaranlage nachdenkt, muss sich zwischen Photovoltaik und Solarthermie entscheiden. Welche Technologie eignet sich besser für den privaten Gebrauch – oder ist vielleicht sogar eine Kombination beider Systeme sinnvoll? Utopia.de beleuchtet die Vor- und Nachteile, Kosten und technischen Anforderungen.
Die Sonne bietet enormes Potenzial als unerschöpfliche, kostenlose und saubere Energiequelle. Insbesondere zwei Technologien stehen dabei im Zentrum: Solarthermie und Photovoltaik. Beide Systeme nutzen Sonnenlicht, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihrer Funktionsweise und ihrem Beitrag zur Energieversorgung.
Wie funktionieren Photovoltaik und Solarthermie?
Solarthermieanlagen nutzen die Sonnenstrahlung zur direkten Erwärmung einer Flüssigkeit, meist ein Wasser-Frostschutzgemisch, das in Kollektoren zirkuliert. Wird Sonnenlicht absorbiert, erhitzt sich diese Flüssigkeit auf bis zu 90 °C und gibt die Wärme über einen Wärmetauscher an einen Pufferspeicher ab. Von dort aus kann man die Energie entweder direkt zur Warmwasserbereitung oder – über einen weiteren Wärmetauscher – zur Unterstützung der Raumheizung nutzen.
Photovoltaikanlagen hingegen wandeln Sonnenlicht mittels des photovoltaischen Effekts direkt in elektrische Energie um. Den so erzeugten Strom kann man sofort im Haushalt verbrauchen, in einem Stromspeicher zwischenspeichern oder ins öffentliche Netz eingespeisen. Letzteres wird über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) finanziell vergütet, in den meisten Fällen mit etwa 7 bis 8 Cent pro Kilowattstunde. Besonders attraktiv ist der Eigenverbrauch des selbst produzierten Solarstroms, denn er ist günstiger als Netzstrom und kann Haushalte langfristig von steigenden Strompreisen unabhängiger machen.
Vor- und Nachteile im Überblick
Solarthermie
Solarthermie zeichnet sich aus durch hohe Effizienz, einfache Technik und geringe Wartungsanfälligkeit. Gerade im Sommer kann man damit nahezu den gesamten Warmwasserbedarf abdecken. Auch die Speicherung der Wärme in gut isolierten Pufferspeichern funktioniert effizient und kostengünstig. Solarthermie wandelt Sonnenlicht effizienter um als Photovoltaik, den Wirkungsgrad beziffern Fachleute je nach konkreter Anwendung mit zwischen 25 und 80 Prozent.
Gleichzeitig ist Solarthermie anwendungsbezogen begrenzt: Die erzeugte Wärme kann nur für Brauchwasser und Heizung genutzt werden – nicht für Strom, Licht oder Mobilität. Außerdem ist eine zusätzliche Heizquelle erforderlich, da Solarthermie den Energiebedarf im Winter in der Regel nicht vollständig decken kann.
- Kosten: Eine Solarthermieanlage ist bereits für 3.000 bis 5.000 Euro erhältlich, wenn sie ausschließlich zur Warmwasserbereitung eingesetzt wird. Systeme, die zusätzlich die Heizung unterstützen, können bis zu 12.000 Euro kosten.
- Die Lebensdauer wird meist mit etwa 20-30 Jahren angegeben.
Photovoltaik
Photovoltaikanlagen bieten eine größere Flexibilität in der Anwendung. Der produzierte Strom kann vielseitig verwendet werden – für Haushaltsgeräte, Beleuchtung, Wärmepumpen oder E-Autos. Zudem können PV-Anlagen modular erweitert werden und passen sich dadurch flexibel an veränderte Bedürfnisse an. Die große Stärke liegt in der Unabhängigkeit vom Strommarkt.
Allerdings sind die Anschaffungskosten höher und die Planung ist komplexer. Der Wirkungsgrad liegt meist bei maximal 25 Prozent.
- Kosten: Für eine typische Anlage auf einem Einfamilienhaus muss man 10.000 bis 15.000 Euro einplanen, inklusive Montage und Wechselrichter. Wird ein Stromspeicher integriert, können die Gesamtkosten auf 20.000 bis 25.000 Euro steigen.
- Die Lebensdauer liegt typischerweise bei 25 bis 30 Jahren, wobei die Anlagen auch deutlich länger effizient laufen können.
Solarthermie und Photovoltaik: Warum nicht beides kombinieren?
Beide Systeme bieten bereits für sich genommen einen effektiven Weg zu mehr Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern. Doch wie sinnvoll ist die Kombination beider Technologien?
In der Praxis existieren zwei unterschiedliche Ansätze: die getrennte Installation von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen und die Nutzung von sogenannten Hybridkollektoren, auch PVT-Module genannt, die Strom und Wärme gleichzeitig erzeugen.
Variante 1: Getrennte Systeme
Die am häufigsten realisierte Form der Kombination ist die parallele Installation zweier eigenständiger Systeme: Auf dem Dach werden sowohl Photovoltaikmodule als auch Solarthermiekollektoren montiert. Dabei handelt es sich um technisch unabhängige Einheiten. Beide kann man unabhängig voneinander planen, auf die jeweilige Dachausrichtung, Fläche und Energiebedarfe abstimmen und bei Bedarf erweitern. Vor allem kleinere Solarthermieanlagen zur Brauchwassererwärmung können PV-Anlagen relativ kostengünstig ergänzen.
Variante 2: Hybridkollektoren
Ein alternativer Ansatz sind sogenannte PVT-Hybridkollektoren (Photovoltaik-Thermie-Kollektoren). Diese Module vereinen Photovoltaik und Solarthermie in einem einzigen Bauteil und können sowohl Strom als auch Wärme auf derselben Fläche produzieren. Ein Hybridmodul besteht aus einem klassischen Photovoltaikelement an der Oberfläche, unter dem ein Wärmetauscher angebracht ist. Dieser nimmt die Abwärme der Solarzellen auf und leitet sie an einen Speicher weiter. Das kühlt gleichzeitig auch die Solarzellen, was theoretisch die Stromausbeute verbessern kann.
Besonders interessant sind PVT-Module in Kombination mit Wärmepumpen und für begrenzte Dachflächen. Da die Technik vergleichsweise neu ist, könnte sie in Zukunft noch effizienter werden – und es kann schwierig sein, einen erfahrenen Installationsbetrieb zu finden.
Solarthermie und Photovoltaik mit der Heizung kombinieren
Solarthermieanlagen kann man prinzipiell zur Unterstützung der meisten Heizsysteme einsetzen: Sie kann klassische Gas- und Ölheizungen oder Pelletheizungen ergänzen, aber auch moderne Wärmepumpen. In Kombination mit Öl- und Gasheizungen reduziert sie den Verbrauch der fossilen Energieträger und damit den CO2-Ausstoß. Bei einer Wärmepumpe kann sie den Stromverbrauch – und damit Kosten und indirekte Emissionen – reduzieren.
Photovoltaikanlagen können strombetrieben Heizungen, also vor allem Wärmepumpen und Infrarotheizungen, unterstützen.
Lässt sich eine Wärmepumpe integrieren?
Photovoltaik und Wärmepumpe
Die Kombination aus Photovoltaikanlage und Wärmepumpe gilt als eine der effizientesten Lösungen für die umweltfreundliche Energieversorgung von Wohngebäuden. Die Photovoltaikanlage produziert tagsüber Strom aus Sonnenlicht. Dieser Strom kann direkt genutzt werden, um die Wärmepumpe zu betreiben. Ein optionaler Stromspeicher kann überschüssige Energie einige Stunden speichern, sodass die Wärmepumpe auch abends oder nachts mit Solarstrom betrieben werden kann.
Vorteile:
- Höhere Eigenverbrauchsquote: Der Solarstrom wird direkt für die Wärmeerzeugung genutzt – das steigert den Eigenverbrauch und reduziert die Stromkosten.
- Unabhängigkeit vom Energiemarkt: Wer selbst Strom produziert und nutzt, ist weniger anfällig für steigende Strom- und Gaspreise.
- Die Wärmepumpe arbeitet emissionsfrei, wenn sie mit erneuerbarem Strom betrieben wird – ideal in Kombination mit PV.
- Die Wärmepumpe wird staatlich gefördert
Nachteile:
- Hohe Investitionskosten
- Ausreichend große Dachfläche notwendig
- Wetterabhängigkeit der Solarstromerzeugung
Solarthermie und Wärmepumpe
Die Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe basiert auf einem einfachen Prinzip: Die Solarthermie entlastet die Wärmepumpe, indem sie vor allem in den sonnigeren Monaten die Warmwasserbereitung übernimmt – und damit den Stromverbrauch der Wärmepumpe deutlich reduziert. Beide Systeme speisen ihre Energie in denselben Pufferspeicher ein. Dieser ist das zentrale Element der Anlage und fungiert als Wärmezwischenspeicher, aus dem Warmwasser und Heizungswärme entnommen werden. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung arbeitet die Solarthermie, bei größerem Wärmebedarf oder schlechtem Wetter schaltet sich die Wärmepumpe zu.
Vorteile:
- Höhere Gesamteffizienz: Die Wärmepumpe muss weniger leisten. Das erhöht ihre Jahresarbeitszahl (JAZ) und reduziert den Stromverbrauch.
- Längere Lebensdauer der Wärmepumpe: Die Solarthermieanlage übernimmt im Sommer, wenn der Heizbedarf gering ist, aber dennoch Warmwasser benötigt wird, die Warmwasserbereitung und verlängert die Lebensdauer der Wärmepumpe, da sie seltener takten (ein- und ausschalten) muss.
- Beide Systeme arbeiten mit erneuerbaren Energien und verursachen im Betrieb keine CO₂-Emissionen.
- Sowohl Wärmepumpen als auch Solarthermieanlagen werden in Deutschland derzeit durch staatliche Förderprogramme unterstützt.
Nachteile:
- Höhere Investitionskosten
- Ausreichend große Dachfläche notwendig
- Wetterabhängigkeit der Wärmeerzeugung durch die Solarthermieanlage
Fazit: Die richtige Lösung hängt vom Bedarf ab
Beide Systeme – Solarthermie und Photovoltaik – haben ihre spezifischen Stärken und Einsatzgebiete.
👉 Wer hauptsächlich Warmwasser und Heizungsunterstützung sucht, findet in der Solarthermie eine effiziente und kostengünstige Lösung, besonders für Haushalte mit bestehender Heiztechnik. Wer hingegen Wert auf vielseitige Stromnutzung, Unabhängigkeit vom Netz und langfristige Ersparnisse legt, ist mit einer Photovoltaikanlage besser beraten.
In vielen Fällen bietet sich eine Kombination beider Systeme an. Sie erlaubt die individuelle Optimierung beider Technologien und schöpft die Vorteile von Strom- und Wärmeerzeugung bestmöglich aus. Entscheidend für die Auswahl sind letztlich die individuellen Gebäudeverhältnisse, der Energiebedarf und Kosten sowie Fördermöglichkeiten. In jedem Fall lohnt sich eine umfassende Beratung und sorgfältige Planung, um die Kraft der Sonne optimal zu nutzen.
👉 Eine Energieberatung kann helfen, herauszufinden, welches System sich für dein Haus eignet. Wichtig: Qualifiziert für die staatlichen Förderprogramme sind nur Energieberater:innen auf der offiziellen Liste für Energieeffizienz-Experten. Um die Suche nach einem passenden Angebot abzukürzen, kannst du deine Adresse und Telefonnummer bei Portalen wie Enter hinterlassen. Die Plattformen vermitteln dir dann unverbindliche Angebote für zertifizierte Energieberater:innen.
Egal für welche Lösung Du Dich entscheidest – der Umstieg auf Sonnenenergie ist immer ein Schritt in Richtung Klimaschutz, Energieunabhängigkeit und Zukunftssicherheit.
