Photovoltaik vs. Solarthermie: Was sind die Unterschiede? Welche ist die bessere Wahl?
Als weit verbreitete, saubere und CO₂-arme erneuerbare Energiequelle hat sich die Solarenergie zu einer neuen Option für die Optimierung der Hausenergiestruktur und die Senkung der Energiekosten entwickelt. Aufgrund unterschiedlicher Anwendungsmethoden kommen in Privathaushalten hauptsächlich zwei Lösungsarten zum Einsatz: Photovoltaik und Solarthermie. Dieser Leitfaden konzentriert sich auf Photovoltaik vs. Solarthermie und vergleicht Photovoltaik oder Solarthermie aus verschiedenen Perspektiven, um Ihnen bei der Entwicklung einer optimalen Lösung für Ihr Zuhause zu helfen.
Photovoltaik vs. Solarthermie: Kernunterschiede anhand von Konzepten und Prinzipien verstehen
Um den Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik zu verstehen, ist es wichtig, zunächst ihre Definitionen, technologischen Ansätze und typischen Anwendungsfälle zu klären. Dies bildet die Grundlage für die Auswahl:
1. Definition und technologische Prinzipien
Der Hauptunterschied zwischen Photovoltaik oder Solarthermie liegt in ihren unterschiedlichen technologischen Ansätzen zur Gewinnung, Umwandlung und Nutzung von Solarenergie.
Photovoltaik
Definition: Eine Technologie, die Lichtenergie mithilfe des photoelektrischen Effekts von Halbleitermaterialien direkt in elektrische Energie umwandelt.
Technisches Prinzip: Wenn Sonnenlicht auf ein Photovoltaikmodul trifft, regen Photonen Elektronen an, sich aus den Atombindungen zu lösen und einen gerichteten Strom zu erzeugen. Dieser Strom wird dann von einem Wechselrichter in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt oder in Energiespeichern für die spätere Verwendung gespeichert.
Definition: Eine Technologie, die Sonnenlicht nutzt, um Warmwasser, Dampf und Strom zu erzeugen und so umweltfreundliche Heizung, Warmwasserversorgung oder Stromerzeugung zu ermöglichen.
Technisches Prinzip: Solarkollektoren absorbieren Sonnenwärme und erhitzen ein internes Medium. Das erwärmte Wasser oder die erwärmte Luft wird anschließend in einen Speicher geleitet oder direkt genutzt. Der Dampf kann auch zum Antrieb einer Turbine zur Stromerzeugung verwendet werden.
2. Hauptanwendungsszenarien
Aus Anwendungssicht liegt der Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie hauptsächlich in der Art der Energieausbeute, die den unterschiedlichen Bedürfnissen von Haushalten gerecht wird.
Photovoltaik:
Liefert elektrische Energie mit vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten: versorgt alle Elektrogeräte einschließlich Beleuchtung, Haushaltsgeräte, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen mit Strom;
Netzgekoppelte Szenarien: Überschüssiger Strom kann an Energieversorger verkauft werden, wodurch Einnahmen aus dem Stromverkauf erzielt werden;
Energiespeicherszenarien: In Kombination mit einem Balkonkraftwerk mit Speicher ermöglicht es die Selbstversorgung mit Strom und reduziert die Abhängigkeit vom Stromnetz.
Solarthermie
Liefert thermische Energie für gezielte Anwendungen: Dient in erster Linie der Warmwasserversorgung, der Gebäudeheizung und der Schwimmbadbeheizung.
Geeignete Szenarien: Haushalte mit hohem Warmwasserverbrauch (z. B. große Familien) oder mit kontinuierlichem Heizbedarf im Winter; kann zur Effizienzsteigerung in herkömmliche Heizsysteme integriert werden.
Solarthermie vs. Photovoltaik: Welche Investition lohnt sich?
Für private Haushalte sollten Investitionsprioritäten umfassend anhand von Faktoren wie Kosten, Rendite und Effizienz bewertet werden:
1. Investitionskosten und Rentabilität
Vergleichsdimensionen | Photovoltaik | Solarthermie |
Anschaffungskosten | 1.200-2.000 €/kWp (einschließlich Module und Wechselrichter), zuzüglich Kosten für Energiespeichersysteme | 5000-10000 € (inkl. Kollektoren, Speichertanks und Kreislaufsystem) |
Lebensdauer | 15-25 Jahre, geringe Wartungskosten (nur regelmäßige Reinigung erforderlich) | 15-20 Jahre, geringe Wartungskosten (Überprüfung der Rohrisolierung) |
Rendite |
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Amortisationszeit | 4-6 Jahre (ohne Energiespeicher); etwas länger mit Energiespeicher | 4-6 Jahre verlängert (abhängig von der Anfangsinvestition und dem Heizbedarf) |
Langfristige Renditen | Höhere Renditen (diversifizierte Einnahmequellen; Energiespeicher erhöhen den Eigenverbrauch und führen zu einer höheren Renditeobergrenze) | Stabile Renditen (die Grundrenditen sind vorhersehbar, das Wachstumspotenzial jedoch begrenzt) |
Anschaffungskosten | 1.200-2.000 €/kWp (einschließlich Module und Wechselrichter), zuzüglich Kosten für Energiespeichersysteme | 5000-10000 € (inkl. Kollektoren, Speichertanks und Kreislaufsystem) |
Lebensdauer | 15-25 Jahre, geringe Wartungskosten (nur regelmäßige Reinigung erforderlich) | 15-20 Jahre, geringe Wartungskosten (Überprüfung der Rohrisolierung) |
Der Photovoltaiksystempreis haben typischerweise höhere Anfangskosten, bieten aber ein höheres Renditepotenzial und damit langfristig deutlich höhere Erträge. Investitionen in Solarthermie hingegen erfordern eine geringere Anfangsinvestition und bieten stabilere und besser planbare Erträge.
Darüber hinaus sieht das deutsche neue Gesetz für Balkonkraftwerk 2025 vor, dass ab 2026 alle Solaranlagen von der Mehrwertsteuer befreit sind. Dies senkt die Investitionskosten und erhöht die Gesamtrendite.
2. Energieumwandlungseffizienz und Installationsaufwand
Vergleichsdimensionen | Photovoltaik | Solarthermie |
Energieumwandlungsform | Solarenergie → Strom | Solarenergie → Wärmeenergie |
Energieumwandlungseffizienz | Geringer, typischerweise 15-25 % | Höher, bis zu 50 % oder mehr |
Effizienz bei hohen Umgebungstemperaturen | Hoch | Verringert sich (Die Leistung von PV-Modulen nimmt mit steigender Temperatur ab) |
Effizienz bei niedrigen Temperaturen | Der Wirkungsgrad der Photovoltaik-Umwandlung steigt mit sinkender Temperatur leicht an, die Stromerzeugung nimmt jedoch aufgrund der kürzeren Sonnenscheindauer deutlich ab | Die photothermische Umwandlungseffizienz von Solarkollektoren wird durch niedrige Temperaturen weniger beeinträchtigt |
Kernkomponenten |
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Installationsaufwand | Geringer (überwiegend vorgefertigte Komponenten, einfacher Installationsprozess, geringer Bedarf an Fachkräften) | Höher (komplexer und professioneller Installationsprozess, der die Verlegung von Rohren, Abdichtung und Isolierung erfordert) |
Gemäß Solarpaket 1 & 2 wird Deutschland die Bestimmungen für die Installation von Photovoltaikanlagen auf Wohnhäusern weiter lockern, was zu einer stärkeren Verbreitung von Photovoltaik führen wird.
Photovoltaik vs. Solarthermie: Ein Leitfaden zur Auswahl für Haushalte
Keine der beiden Technologien ist per se besser; entscheidend ist die Abstimmung auf die Bedürfnisse der Familie und die Installationsbedingungen:
1. Photovoltaik priorisieren: Die zuverlässige Wahl für die meisten deutschen Familien
Geeignete Familien:
Hoher Strombedarf (z. B. Elektrofahrzeuge, elektrische Heizung, Smart-Home-Systeme);
Unverbaute Dach-/Balkonfläche, die die Installations- und Netzanschlussbedingungen erfüllt;
Bereitschaft zu einer höheren Anfangsinvestition, um langfristige Vorteile und Energieflexibilität zu erzielen.
Hauptvorteile: Breites Anwendungsspektrum, einfache Installation, hohe Skalierbarkeit, erweiterbar bei steigendem Strombedarf des Haushalts, ideal für den Trend zur Elektrifizierung (z. B. weit verbreitete Elektrofahrzeuge, Wärmepumpenheizung).
Empfohlenes Produkt: EcoFlow STREAM Ultra X+520W Solarpanel x 4
Dieses System umfasst 4 Solarmodule mit 520W und den STREAM Ultra X Speicherakku mit einer Kapazität von 3,84 Kilowattstunden (kWh), der tagsüber überschüssige Solarenergie speichert und nachts zuverlässig Strom liefert. Gleichzeitig beträgt die Ausgangsleistung 2.300 Watt (W), sodass Hochleistungsgeräte wie Waschmaschinen vollständig mit Solarstrom betrieben werden können. Darüber hinaus nutzt der STREAM Ultra X Akku fortschrittliche Schwachlicht-Technologie und ist mit vier hochentwickelten MPPT-Controllern ausgestattet, die einen Solareingang von 2.000W ermöglichen, um auch bei unzureichender Sonneneinstrahlung Energie zu erzeugen.
Empfohlenes Produkt: EcoFlow STREAM Ultra + STREAM AC Pro x 2 + 520W Solarpanel x 4
Die Speicherkapazität dieses Systems ist von 1,92 kWh auf 11,52 kWh erweiterbar, die PV-Eingangsleistung von 2 kW (4 MPPT) auf 12 kW (24 MPPT), wobei maximal 6 Einheiten angeschlossen werden können. Die zwei konfigurierten STREAM AC Pro können nahtlos in jeden Mikro-Wechselrichter integriert werden, speichern Solarenergie effizient, gewährleisten den Off-Grid-Betrieb und die Stromversorgung während eines Stromausfalls und bieten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für Ihren gesamten Haushalt. Das gesamte System verfügt über eine AC-Ausgangsleistung von 2.300 W, um Geräte mit hohem Energiebedarf wie Waschmaschinen zu versorgen. Die STREAM Akkus nutzen fortschrittliche Schwachlicht-Technologie, sodass die Solarstromerzeugung auch bei dichter Bewölkung oder Dämmerung ausreichend ist.
STREAM Ultra + STREAM AC Pro ×2 + 520W Solarmodul ×4
2. Solarthermie bevorzugt: Für Familien, die Wert auf Warmwasser und Heizung legen
Geeignet für:
Familien mit geringem Energiebedarf, die nur Warmwasser und Heizung benötigen;
Familien, bei denen die Installation einer Photovoltaikanlage schwierig ist (z. B. aufgrund von Eigentumsverhältnissen am Dach oder starker Verschattung);
Familien mit begrenztem Budget, die eine stabile Energieeffizienz und eine schnelle Amortisation anstreben.
3. Photovoltaik + Solarthermie: Für Familien mit hohem Energiebedarf und entsprechendem Budget
Geeignet für:
Familien mit ausreichendem Budget, die vollständige Energieautarkie anstreben;
Familien mit hohem Strom- und Warmwasserbedarf;
Familien, die die Installationsvoraussetzungen für beide Systeme erfüllen (z. B. ausreichend Dachfläche).
Kernvorteile: Sich vollständig von der Abhängigkeit vom Stromnetz und fossilen Brennstoffen zu befreien, ein unabhängiges und zuverlässiges häusliches Energiesystem aufzubauen, das selbst in Zeiten unzureichender Sonneneinstrahlung im Winter den gesamten Strom- und Heizbedarf des Haushalts decken kann, und so langfristige Vorteile zu maximieren.
Fazit
Langfristig führen sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie zu Energieeinsparungen und einer langen Lebensdauer. Sie tragen zu einer wirtschaftlicheren und nachhaltigeren Energieversorgung bei. Es geht jedoch nicht darum, ob Photovoltaik vs. Solarthermie grundsätzlich besser oder schlechter ist. Entscheidend ist, die Vor- und Nachteile beider Systeme umfassend zu bewerten und sie mit den eigenen Bedürfnissen abzugleichen, um die optimale Lösung zu finden.
Häufig gestellte Fragen
Solarthermie vs. Photovoltaik mit Wärmepumpe: Welche ist die richtige Wahl?
Beide Lösungen lösen Heizprobleme effektiv und senken die Heizkosten. Jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile und kann an unterschiedliche Familienbedürfnisse angepasst werden.
Solarthermie: Geeignet für Familien, die ihr herkömmliches Heizsystem modernisieren möchten. Sie bietet nicht nur geringere Investitionskosten, sondern liefert auch direkt Wärmeenergie für Warmwasser und Niedertemperaturheizung. Zudem lässt sie sich problemlos mit anderen Heizgeräten kombinieren, um die Heizeffizienz zu steigern und im Winter Heizkosten zu sparen.
Photovoltaik mit Wärmepumpe: Geeignet für Familien, die ihre Stromversorgung komplett modernisieren, insbesondere in Kombination mit einem Energiespeicher für einen geschlossenen Kreislauf: „Photovoltaische Stromerzeugung → Energiespeicher → Betrieb einer Wärmepumpe“. Diese Lösung erfordert jedoch höhere Anfangsinvestitionen und eine längere Amortisationszeit.
Wirkungsgrad von Solarthermie vs. Photovoltaik: Beeinflusst die Jahreszeit die Leistung?
Photovoltaik-Wirkungsgrad: Der grundlegende photoelektrische Wirkungsgrad kann über 20 % erreichen. Er sinkt im Sommer aufgrund hoher Temperaturen, und obwohl sich der Wirkungsgrad im Winter leicht verbessert, kann er den durch unzureichendes Sonnenlicht verursachten Verlust nicht ausgleichen.
Solarthermie-Wirkungsgrad: Der grundlegende photothermische Wirkungsgrad kann leicht über 50 % liegen. Hohe Temperaturen beeinträchtigen die Wärmeaufnahme des Kollektors kaum, sodass lediglich ein Überhitzungsschutz erforderlich ist. Die photothermische Umwandlungsrate sinkt im Winter leicht, was die Gesamtleistung jedoch nicht beeinträchtigt.
Photovoltaik oder Solarthermie: Welche Technologie eignet sich besser für ältere Gebäude?
Ältere Mehrfamilienhäuser, Reihenhäuser und Einfamilienhäuser eignen sich nicht für umfangreiche bauliche Sanierungen. Photovoltaik ist hier aufgrund ihrer flexibleren Installationsmöglichkeiten und geringeren Einschränkungen die bessere Wahl. Im Vergleich zur Solarthermie, die das Neuverlegen von Rohren und die Abdichtung erfordert, setzt Photovoltaik meist auf ein modulares Design, was Platz spart und die Gebäudestruktur weniger beeinträchtigt. Selbst in älteren Gebäuden mit begrenztem Platzangebot lassen sich geeignete Installationslösungen finden.