Solarthermie und Photovoltaik: Ein Vergleich

Solarthermie und Photovoltaik werden oft als Synonyme verwendet, unterscheiden sich jedoch darin, welche Art von Energie sie gewinnen. Weitere Unterschiede wie auch ihre Gemeinsamkeiten lesen Sie hier.

Das Wichtigste in Kürze

• Sonnenenergie ist eine unerschöpfliche, umweltfreundliche Quelle, die keine Treibhausgase freisetzt.

• Solarthermie wandelt mithilfe von Kollektoren Sonnenenergie in Wärme um, während Photovoltaik Sonnenlicht zur Stromerzeugung nutzt.

• Beide Systeme bieten langfristige Kosteneinsparungen und erhöhen die Unabhängigkeit vom Energiemarkt.

• Hybridkollektoren sind ein Mix aus Photovoltaik und Solarthermie, da sie gleichzeitig Strom und Wärme produzieren.

Bedeutung der Sonnenenergie

Die Sonnenenergie ist eine erneuerbare Energiequelle und damit ein wichtiger Bestandteil der Energiewende. Sie ist unerschöpflich und kommt gleichzeitig ohne die Nutzung fossiler oder nuklearer Brennstoffe aus.

Solarenergie setzt zudem keine Treibhausgase frei, was sie somit klimaschonend macht. 

Da Deutschland ein verhältnismäßig sonnenarmes Land ist, ist der Anteil der Solarenergie innerhalb der erneuerbaren Energie relativ gering: Der Anteil von Photovoltaik an der Gesamtenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland lag 2024 bei 14,1 Prozent, während es bei der Solarthermie sogar nur zwei Prozent waren.

Gut zu wissen

Von Norden nach Süden nimmt die durchschnittliche jährliche Sonnenstrahlung in Deutschland zu. Außerdem stieg die landesweite Sonneneinstrahlung pro Jahr in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich an, was eine Solaranlage noch lohnender macht.

Definition von Solarthermie und Photovoltaik Definition Solarthermie

Solarthermie bezeichnet die Umwandlung von Sonnenergie in Wärme. In der Praxis kann die Wärme dann für warmes Wasser oder zum Heizen genutzt werden. Eine Solarthermieanlage funktioniert mittels Kollektoren, die mit Röhren durchzogen sind. Diese beinhalten ein Wasser-Frostschutz-Gemisch, dass sich bei Sonneneinstrahlung erhitzt.

Eine Pumpe sorgt nun dafür, dass das Warmwasser über einen Wärmetauscher mit dem Heizungssystem im Haus verbunden wird. Es gibt viele verschiedene Arten von Sonnenkollektoren, die für Solarthermie genutzt werden können: etwa Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren.

Definition Photovoltaik

Solaranlagen zur Stromgewinnung werden auch Photovoltaikanlagen oder kurz PV-Anlagen genannt. Diese Anlagen wandeln die Energie der Sonne in elektrische Energie bzw. Strom um. Dafür nutzen sie Solarzellen, die meist großflächig auf Dächern oder Freiflächen positioniert werden.

Innerhalb der Photovoltaikmodule werden durch die Photonen des Sonnenlichts Elektronen in Bewegung gesetzt, wodurch ein Gleichstrom erzeugt wird. Dieser Strom wird an einen Wechselrichter weitergegeben, der ihn in Wechselstrom umwandelt. So können nun alle elektrischen Verbraucher im Haushalt versorgt werden.

Funktion und Anwendung beider Systeme Gemeinsamkeiten zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Die Gemeinsamkeiten der beiden Technologien liegen auf der Hand: Sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie nutzen dieselbe Energiequelle und werden im Normalfall auf einer Dachfläche installiert.

Doch darüber hinaus gibt es noch weitere Gemeinsamkeiten: Dank der Nutzung von Solarenergie sind Sie – je nachdem, wie hoch der Anteil ist – deutlich unabhängiger vom Energiemarkt und seinen Preisschwankungen.

Außerdem sind beide Systeme Investitionen in die Zukunft. Auch wenn die Anschaffung an sich teuer ist, senken Sie Ihre Kosten für Strom und Wärme Jahr für Jahr spürbar. So sparen Sie auf lange Sicht viel Geld bei den Energiekosten.

Unterschiede zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Der größte Unterschied liegt im erzeugten Produkt: Wie bereits beschrieben produzieren PV-Anlagen Strom und Solarthermieanlagen Wärme. Eine solarthermische Anlage hat zudem einen höheren Wirkungsgrad als eine PV-Anlage. Das führt dazu, dass in der Regel weniger Dachfläche benötigt wird.

Auch preislich haben Solarthermieanlagen den Vorteil, dass sie etwas günstiger zu erwerben sind. PV-Anlagen sind dagegen deutlich vielseitiger, da sich Strom für sehr viele unterschiedliche Bereiche nutzen lässt. Zusätzlicher Strom kann zudem ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden, wofür Sie auch noch vergütet werden.

Energieeffizienz beider Systeme

Der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage liegt zwischen 8 bis 24 Prozent und unterscheidet sich je nach Art der PV-Anlage. Während Dünnschicht-Solarzellen am schlechtesten abschneiden, erreichen monokristalline Solarzellen den höchsten Wirkungsgrad. Doch selbst die besten Wirkungsgrade von PV-Anlagen liegen unter deren von Solarthermieanlagen. Hier sind Wirkungsgrade von circa 50 Prozent die Regel.

Gut zu wissen

Die Unterschiede in der Energieeffizienz liegen vor allem daran, dass PV-Anlagen nur etwa ein Drittel der Sonneneinstrahlung zur Produktion von Strom nutzen können. Die natürliche physikalische Grenze liegt also bei einem Wirkungsgrad von 30 bis 40 Prozent.

Kosten der Installation und Förderungen

Bei Photovoltaikanlagen müssen Sie mit Preisen zwischen 9.000 und 20.000 Euro samt Einbau und Stromspeicher rechnen. Bei einer Solarthermieanlage ist dagegen ein Preis zwischen 4.500 und 8.000 Euro inklusive des Einbaus zu erwarten.

Im höheren Preissegment bewegen Sie sich dann, wenn die Anlage zusätzlich die Heizung unterstützt. Allerdings amortisiert sich eine PV-Anlage schneller als eine Solarthermieanlage.

Beide Systeme werden auch staatlich gefördert. Für PV-Anlagen kommt das Förderprogramm „Erneuerbare Energien – Standard (270)“ der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) infrage. Eine solarthermische Anlage wird dann von der KfW gefördert, wenn das gesamte Haus energetisch saniert wird und mindestens die Anforderungen eines Effizienzhauses 85 erfüllt. Dann können Sie die Förderung „Wohngebäude – Kredit (261)“ beantragen.

Zusätzlich profitieren Sie bei solarthermischen Anlagen von Einzelförderungen für Bestandsimmobilien. Die Grundförderung liegt bereits bei 30 Prozent, im besten Fall werden mit dem KfW-Zuschuss Nr. 458 jedoch bis zu 70 Prozent der Kosten vom Staat übernommen.

Wie sich die Kosten bei einer Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpen reduzieren lassen, lesen Sie in unserem ausführlichen Artikel zum Thema:

Kombination von Photovoltaik und Solarthermie

Photovoltaik und Solarthermie lassen sich auf Ihrer Dachfläche auch miteinander kombinieren. Dafür gibt es heutzutage zwei Möglichkeiten: entweder als zwei einzelne Systeme oder als Hybridkollektoren. Ein Hybridkollektor erzeugt, wie der Name vermuten lässt, Strom und Wärme gleichzeitig. Das Problem ist hierbei allerdings, dass PV-Anlagen bei hohen Temperaturen an Wirkung verlieren. 

Das Gegenteil ist bei Solarthermieanlagen der Fall, die auch bei hohen Temperaturen sehr effizient arbeiten können. Hybridkollektoren müssen es also schaffen, diese zwei gegensätzlichen Anforderungen zu vereinen. Eine Kühlung der PV-Module hilft, den Wirkungsgrad einer solchen Anlage zu erhöhen. So kann eine Steigerung der elektrischen Leistung von fünf bis zehn Prozent erreicht werden.