Photovoltaik versus Solarthermie: Vergleich der Technologien, Vorteile und Einsatzgebiete

Bei beiden Technologien handelt es sich um die hervorragende Möglichkeit der Nutzung regenerativer Energien. Sie sind daher als Mittel zur sogenannten Energiewende geeignet. Da es sich bei der Photovoltaik um eine Möglichkeit zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom handelt, während die Solarthermie zur Warmwassergewinnung dient, sind die beiden Technologien eher als komplementäre Technologien zu sehen denn als gegensätzliche. Ausnahme wäre die Nutzung des Solarstroms zum Betrieb von Wärmepumpen oder Durchlauferhitzern.

Grundlagen der Photovoltaik und Solarthermie: Ein Überblick

Während ein Solarmodul Sonnenlicht mit Hilfe eines Solarmoduls in Strom umwandelt, nutzt die Solarthermie das Sonnenlicht zur Erzeugung von Warmwasser, mit dem beispielsweise ein Heizungssystem unterstützt werden kann.

Die Photovoltaik funktioniert so, dass ein Solarmodul die Sonnenenergie aufnimmt und in Gleichstrom umwandelt. Um den Strom im Alltag verwenden zu können, ist zwischen Solarmodul und Hausstromnetz ein Wechselrichter geschaltet, der dafür sorgt, dass der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird.

Bei der Solarthermie wird Wasser durch die Röhren der Solarthermiemodule gepumpt, das mit Hilfe der Sonnenenergie erwärmt wird und Teil des Heizungskreislaufes eines Gebäudes ist.

Effizienzvergleich: Welche Technologie bietet mehr Energie?

Die Effizienz der Photovoltaik gegenüber der Effizienz der Solarthermie ist deutlich geringer. Die Photovoltaik hat einen Wirkungsgrad von etwa 20 Prozent, während die Solarthermie mit einem Wirkungsgrad von etwa 80 Prozent aufwarten kann. Der Vergleich der Photovoltaik gegen Solarthermie, einzig bezogen auf den Wirkungsgrad geht also deutlich zugunsten der Solarthermie aus. Allerdings ist dies nur die halbe Wahrheit. Denn die Solarthermie ist eben beschränkt auf die Erzeugung von Warmwasser und damit deutlich weniger vielseitig als die Photovoltaik.

Anwendungsgebiete: Wo eignet sich welche Technologie am besten?

Die Photovoltaik eignet sich dort, wo Strom gebraucht wird. Zur Überbrückung der Dunkelflauten setzen immer mehr Haushalte auf zusätzliche Stromspeicher und achten auf den effizienten Stromeinsatz auch mit Hilfe von Smart Home. Aktuelle Einsatzzwecke sind die Stromerzeugung der Module durch Bedachungs- und Fassadenanlagen, Aufstellanlagen sowie Zaunanlagen im privaten Bereich. Der erzeugte Strom fließt in das häusliche Stromnetz zur Unterstützung des täglichen Bedarfs, kann aber auch zur Aufladung von Stromspeichern und Elektrofahrzeugen genutzt werden.

Solarthermie wird dagegen eingesetzt zur Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung. Auch wenn die Einsatzgebiete der Solarthermie beschränkt sind, so sollte der hohe Wirkungsgrad dieser Anlagen und die Notwendigkeit von Warmwasser nicht unterschätzt werden.

Kosteneffizienz und Wirtschaftlichkeit der Systeme

Die Kosteneffizienz sowie die Wirtschaftlichkeit beider Systeme sind hoch. Die Solarthermie ist zwar deutlich günstiger als die Photovoltaik, die hohen Strompreise relativieren jedoch die Kosten für die Anschaffung einer Photovoltaikanlage. Dies gilt auch für den geringeren Wirkungsgrad der Photovoltaik. Der Vorteil der Solarthermie gegenüber der Photovoltaik ist, dass die Wärmespeicherung kostengünstiger ist und der Platzbedarf der Solarthermiemodule geringer ist als der Solarmodule einer Photovoltaikanlage.

Die Entscheidung für das ein oder andere System oder eine Kombination aus beiden wird in der Regel aufgrund der individuellen Anforderungen getroffen. Allerdings geht der allgemeine Trend in Richtung einer kompletten Umstellung auf strombasierte Systeme.

Zusammenfassend ist zu sagen, dass sich Photovoltaiksysteme nach etwa 10 bis 15 Jahren amortisieren, während Solarthermieanlagen etwa 20 Jahre benötigen. Photovoltaikanlagen sind in der Anschaffung teurer, dafür aber ein höheres Einsparpotenzial bieten, vorausgesetzt der Eigenverbrauch ist hoch.

Zukunftsaussichten: Entwicklungspotenziale von Photovoltaik und Solarthermie

Da aktuell fast alle Lebensbereiche bis hin zur Mobilität einen Wandel in Richtung Elektrizität erfahren, sind die Zukunftsaussichten für die Photovoltaik nicht nur gut, sie scheinen ein elementarer Bestandteil der Entwicklung zu sein, gerade für Privathaushalte, aber auch für Unternehmen, um Kosten zu senken und bis zu einem gewissen Grad auch eine Autarkie zu gewährleisten.

Doch auch die Solarthermie hat aufgrund ihres Wirkungsgrades ihre Berechtigung. Es geht also weniger um die Frage Photovoltaik versus Solarthermie, sondern eher um den konkreten Anwendungszweck und die dementsprechende Sinnhaftigkeit des einen oder des anderen Mittels zur Nutzung der Solarenergie. Auch Mischkonzepte können daher sinnvoll sein.

Vielversprechend für die Zukunft sind smarte Konzepte in Verbindung mit künstlicher Intelligenz, die der Effizienz nochmal einen signifikanten Schub geben könnten. Wir dürfen sehr gespannt sein auf das, was in den kommenden Jahren an Veränderungen und Verbesserungen auf uns zukommt.