Solarthermische Anlagen können für Hausbesitzer durchaus eine Alternative zur Photovoltaikanlage darstellen. Besonders in Zeiten des Klimawandels und steigender Energiekosten wird die private Nutzung von erneuerbaren Energien immer lukrativer. Weiterhin boomt der Ausbau mit Photovoltaik, besonders der Zubau von Balkonkraftwerken explodiert seit einigen Monaten. Im direkten Vergleich hat Photovoltaik also weiter die Nase vorn. Solarthermie verzeichnet im Vergleich zwischen 2022 und 2023 sogar einen Rückgang im Zubau (Solarserver, Quelle BSW Solar). Doch wie steht es genau um das Geschwisterkind von Photovoltaik steht, klären wir im heutigen Beitrag von Dein Solarspeicher Blog.
Wie eine Photovoltaikanlage funktioniert, welche Vorteile Solar besitzt und worauf du achten solltest, kannst du in zahlreichen Beiträgen hier bereits nachlesen. Wöchentlich nehmen wir dich mit und erklären Wissen, geben Tipps und stellen Neuigkeiten aus der solaren Welt kompakt und verständlich aufbereitet für dich vor. Hier sind einige Beiträge, die eine gute Basis zum Thema Photovoltaik und Photovoltaikanlagen liefern:
Die solarthermische Anlage
Zurück zur solarthermischen Anlage schauen wir uns zuerst an, wie Solarthermie überhaupt funktioniert. Bei PV wird Licht in Strom umgewandelt, während bei Solarthermie eine Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme erfolgt. Beide Bereiche gehören streng genommen zum Begriff Solar, wobei dieser eigentlich nur “die Sonne betreffen” meint und nicht das umgewandelte Produkt definiert. Mit dem Prozess der Wärmegewinnung können Gebäude geheizt, Warmwasser erzeugt oder bei industriellen Prozessen Anwendung finden.
Übrigens kann mit Hilfe von Sonnenlicht auch gekühlt werden. Mit speziellen Kältemaschinen, welche die erzeugte Wärme der solarthermischen Anlage in Kälte umwandeln, ist das möglich. Das kann beim Kühlen von Gebäuden zum Einsatz kommen und ist daher besonders an heißen Sommertagen interessant. Bisher ist das Verfahren weniger effizient in der Umsetzung, allerdings sind wir auf zukünftige Entwicklungen gespannt.
Wie funktioniert eine solarthermische Anlage?
Vom Grundprinzip unterscheiden sich Photovoltaikanlagen und solarthermische Anlagen nicht komplett. Statt Solarmodulen kommen bei Solarthermie Solarkollektoren (Sonnenkollektoren oder Solarthermie Panel) zum Einsatz. Sie bestehen aus einer dunkel beschichteten Metallfläche (Absorber) mit einer darauf befindlichen gläsernen Oberfläche. Treffen Sonnenstrahlen auf die Absorberschicht, wird Wärme abgegeben. Um die entstandene Wärme weiterzuleiten, benötigt es ein Rohrleitungssystem mit einer Wärmeträgerflüssigkeit. Diese besteht häufig aus einem Gemisch von Wasser und Frostschutzmittel, um den Aggregatzustand zu sichern. Um einem Wärmeverlust vorzubeugen, sollte das Rohrleitungssystem optimal und vollständig isoliert sein. So wird die Wärmeträgerflüssigkeit über die Solarkreispumpe zum Wärmespeicher geleitet.
Aus dem Wärmespeicher kann nun Warmwasser bezogen werden. Außerdem lässt sich mit einer kombinierten solarthermischen Anlage auch die Heizung betreiben. Ist der Bedarf höher, als der Wärmespeicher abdecken kann, kommt zusätzlich ein Heizkessel zum Einsatz. Das erfolgt über eine automatische Zuschaltung.
Solarthermie und Photovoltaik in einer Anlage?
Jetzt könnte man sich die Frage stellen, ob es sich lohnen würde, Photovoltaik und Solarthermie miteinander zu kombinieren. In der Regel haben Hausbesitzende wohl eher keine zwei großen Flächen zur Verfügung, um beide Anlagen separat zu betreiben, weshalb dieser Gedanke durchaus naheliegend ist. Tatsächlich gibt es bereits Projekte, die beide Anlagentypen miteinander kombinieren. Hierbei kommen Hybridmodule zum Einsatz, also eine Verbindung aus Solarzelle und Solarkollektor. Damit wird die Flächenkonkurrenz umgangen und beide Umwandlungsprodukte entstehen.
Problem: Hybride Varianten sind wenig effizient. Das liegt am Unterschied zwischen den Kollektoren und den Solarzellen. Je wärmer es ist, umso effizienter arbeiten Solarkollektoren, während Solarzellen Leistungsverluste bei steigenden Temperaturen einbüßen. Daher raten wir, nicht auf Hybridmodelle zu setzen, sondern stattdessen für eine Variante zu entscheiden und deren Effizienz maximal zu optimieren.
Solarthermiekollektor - Der feine Unterschied
Wie bereits erwähnt, sind es letztendlich die “Lichtfänger”, die das Umwandlungsprodukt bestimmen. Leider funktioniert es nämlich nicht, eins für alles zu nutzen. Solarzellen können aus verschiedenen Materialien bestehen, die in dünnen Schichten auf einen Träger aufgebracht werden. Den Ablauf siehst vereinfacht einmal hier:
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Im Gegensatz dazu benötigen Solarkollektoren eine spezielle Flüssigkeit, um die Wärme transportieren zu können. Einen kurzen Überblick zu den Kollektoren gibt es jetzt.
Lang bekannt: Flachkollektoren
Trotz des eher geringen Wirkungsgrades werden für solarthermische Anlagen häufig Flachkollektoren verwendet. Sie bestehen aus einer Glasscheibe. Darunter liegen der schwarz, metallische Absorber und die Wärmeträgerflüssigkeit. Flachkollektoren beweisen sich seit vielen Jahren erprobt, sind robust und haltbar in ihrer Lebensdauer. Auch die Montage ist vergleichsweise einfach. Einen Pluspunkt gibt es für die einheitlich elegante Optik. Nachteilig ist jedoch der hohe Flächenbedarf, das große Eigengewicht und der Leistungsabfall bei Temperaturschwankungen.
Vakuumröhrenkollektoren als Alternative
Statt für Flächenkollektoren kannst du dich auch für Vakuumröhrenkollektoren entscheiden. Da diese im Vergleich deutlich teurer sind, fällt im Privaten die Wahl weniger auf diese Variante. Vakuumröhrenkollektoren beweisen selbst bei schlechteren Lichtverhältnissen oder Solarthermie im Winter einen hohen Wirkungsgrad. Das bringt den Vorteil eines deutlich geringeren Flächenbedarfs mit sich. Zudem können sich auch auf Flach- und Steildächern und sogar an Fassaden zum Einsatz kommen. Und das Eigengewicht ist geringer. Dafür musst du bei den Vakuumröhrenkollektoren mit höheren Anschaffungskosten rechnen und die Montage kann optisch weniger in das Dach integriert wirken.
Solarthermische Anlagen oder PV - Was ist jetzt besser?
Vielleicht ist es mit unserem Artikel schon deutlich geworden, dass es eine eindeutige Antwort auf diese Frage leider nicht gibt. Beide Systeme haben für sich Vorteile und spezifische Nachteile. Beide Anlagen kosten Geld und sind abhängig von der Kraft der Sonne und damit eingeschränkt in ihrer Funktion in Schlechtwetterzeiten.
Generell lohnt sich Solarthermie auch bei kleineren Flächen mit Solarkollektoren, während Photovoltaik eher mit größeren Flächen viel Ersparnis in puncto Energiekosten bringt. Dafür ist der Installationsaufwand eines solarthermischen Systems höher und meist teuer im Vergleich, da ein weiteres Heizsystem installiert werden muss, was bei Photovoltaik nicht der Fall ist. In puncto Kosten sind solarthermische Anlagen meist günstiger als Solaranlagen, dafür bringt Photovoltaik langfristig eher die deutlichere Kostenersparnis und die Anlagen rentieren sich schneller. Zudem ist Photovoltaik vielfältiger in den Optionen, da hier mobile Varianten, wie Solartaschen, autarke Inselanlagen, kleine Balkonkraftwerke und große Solaranlagen zur Verfügung stehen. Bei Solarthermie entfallen diese Optionen und sind daher auch für Mieter kaum interessant.
Für einen Überblick haben wir hier die Vorteile und Nachteile der Solarsysteme gegenübergestellt.
Jetzt haben wir dir einen Überblick über den Aufbau von Solarthermie Anlagen, deren Bestandteile und deren Funktion sowie Verwendung vereinfacht erklärt. Folgend werfen wir einen Blick auf die Vorteile und Nachteile von Solarthermie und stellen einmal kurz gegenüber, ob sich solarthermische Anlagen 2025 noch lohnen.
Diese Vorteile bringen Solarthermische Anlagen
- Solarthermieanlagen benötigen keine riesigen Flächen, um gute Erträge zu erzielen, da die Solarkollektoren eine hohe Effizienz besitzen.
- Dank der Effizienz unterstützen auch kleinere solarthermische Anlagen den Einstieg in erneuerbare Energien rentabel. Besonders in Kombination mit einer konventionellen Heizung.
- Wie ihre Verwandten besitzen Solarthermie-Systeme eine hohe Lebensdauer und kaum Wartungsaufwand. Das schont den Geldbeutel und die Nerven.
- Solar für die Produktion von Wärme zu nutzen ist nachhaltig und unterstützt den Umweltschutz sowie die Energiewende.
- Sonnenenergie ist endlos, also geht der Rohstoff für Solarthermie nicht aus.
Darum lohnt sich Solarthermie nicht
- Ist im Sommer die Sonnenkraft am höchsten, werden am wenigsten beheizte Räume benötigt.
- Solarthermie Winter: Umgekehrt kann im Winter deutlich weniger Wärme aufgrund der Temperaturen und Sonneneinstrahlung gewonnen werden, obwohl sie hier am meisten benötigt wird.
- Eine Installation ist aufwendig, da das Rohrsystem bestmöglich isoliert sein muss, um keine Wärme unterwegs zu verlieren.
- Wärme kann nicht unendlich lang gespeichert werden.
Eine Solarthermieanlage lohnt sich aus unserer Sicht für Haushalte mit mehr als zwei Personen, um den Aufwand und die Anschaffungskosten (ca. ab 500€ pro m²) rentabel gestalten zu können. Generell ist Solarthermie eine super Möglichkeit für Hausbesitzer auch kleinere Dachflächen oder gut gelegene Fassaden zu nutzen und daraus Wärme zu gewinnen. Damit kann aktiv Einfluss auf die Selbstversorgung und die eigenen Energiekosten genommen werden. Außerdem ist eine Solarthermie-Anlage eine Möglichkeit, fossilen Brennstoffen entgegenzutreten und erneuerbare Energien zu nutzen. Ob die solarthermische Anlage letztendlich sinnvoll ist, hängt immer von den individuellen Wünschen, Ansprüchen und Gegebenheiten ab. Deshalb gilt auch hier: Nur eine optimal und individuell angepasste Anlage, rentiert sich langfristig wirklich.
Maria
Autorin bei Dein Solarspeicher Blog.
