18. Jänner 2023

Photovoltaikwärme vs. Solarthermie

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Immer wieder wird diskutiert, was denn besser und effizienter sei, Photovoltaik(wärme) oder Solarthermie. Für uns ist die Antwort eindeutig!

 

Mit neunzig Prozent geringerem Kupferverbrauch als bei thermischen Solaranlagen und einer deutlichen Preisreduktion in den letzten Jahren, hat die Photovoltaikwärme der Solarthermie technisch und ökonomisch längst den Rang abgelaufen. Dabei sind das nur zwei der vielen Punkten, die für Photovoltaik sprechen. Hier ein erster Überblick.


Preisliche Unterschiede zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Seit 2015 erstellen wir Preisvergleiche für Wärme durch Photovoltaik bzw. Solarthermie. Hierfür vergleichen wir stets ein aktuelles Photovoltaikmodul mit einem entsprechenden Solarthermie-Flachkollektor, der seit Jahren am Markt verfügbar ist.

MEDIA Kosten von PV Modulen und Solarthermie RGB 10x7cm 300dpi

 

Anhand der Grafik ist ersichtlich, wie die Preisentwicklung in den letzten Jahren war: Der Preis für den Flachkollektor ist zwischen 2015 und 2020 praktisch unverändert. Grund dafür sind Rohstoffe wie Kupfer und Aluminium, die nach wie vor in großen Mengen bei der Herstellung verwendet werden.

Dagegen hat sich bis 2020 ein wahrer Preissturz bei der Photovoltaik ergeben, mit einer Preisreduktion von rund 65 Prozent pro Watt-Peak der Module. Im Jahr 2022 hat sich dieser Trend leider gewandelt: Aufgrund der schwierigen politischen und wirtschaftlichen Lage sind die Preise sowohl für Sonnenkollektoren als auch für Photovoltaikmodule wieder angestiegen – beide Preisgruppen nahezu im selben Ausmaß. Ob, wie und wann dieser Preisanstieg wieder abflachen wird, können wir leider nicht abschätzen. 

Daneben sind leider auch die Kosten für Handwerker gestiegen, wenn man überhaupt welche mit freien Kapazitäten findet. Die Installationskosten (abgesehen vom Handwerker) und der Wartungsaufwand bei Verwendung von Photovoltaik bleiben im Vergleich zur Solarthermie jedoch verschwindend niedrig. Es entfallen Rohrleitungen, Pumpen, Ventile, Ausdehnungsgefäße und Frostschutzmittel.

 

Ressourcenschonung bei Solarthermie vs. Photovoltaik

Im Vergleich zur Solarthermie bietet die Photovoltaik zur Warmwasserbereitung auch enormes Einsparungspotenzial bei den Ressourcen. Alleine bei den Leitungen, die für die Energieübertragung vom Dach zum Warmwasserspeicher notwendig werden, bietet die Photovoltaikwärme Einsparungen von über 90 Prozent beim Verbrauch von Kupfer.

Ein Rechenbeispiel hierfür: Zieht man ein standardmäßig 2,25 mm dünnes Elektrokabel (Durchmesser ohne Isolierung) heran und vergleicht das mit einem Kupferrohr mit 16 mm Innendurchmesser, dann ist die Querschnittsfläche beim Kabel bei 4 mm², beim Rohr bei 53 mm². Der Verbrauch von Kupfer für die Leitungen ist bei Photovoltaikwärme im direkten Vergleich somit um 93 % geringer als bei der Solarthermie.

 

Unterschiede in der Arbeitsweise

Sowohl bei der Photovoltaik als auch bei der Solarthermie wird aus Sonneneinstrahlung Energie gewonnen. Es gibt jedoch einen klaren Unterschied: Photovoltaikanlagen produzieren Strom, Solarthermieanlagen produzieren Wärme. Bei der Photovoltaik werden für die Stromerzeugung Solarzellen, die in Modulen zusammengefasst sind, genutzt. Die Solarthermie hingegen nutzt zur Wärmeerzeugung Kollektoren.

Die Frage, die sich hier stellt, ist: Brauchen wir Strom oder Wärme – oder beides? Der bei der Photovoltaik entstehende Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Dieser kann auf vielfältige Weise im Haushalt genutzt werden – auch zur Wärmegewinnung! Photovoltaikstrom wird dabei entweder sofort verbraucht, zu einem Batteriespeicher geleitet, ins Stromnetz eingespeist oder eben auch für die Aufbereitung von Wärme genutzt. 

Diese vielfältige Nutzung der Wärme aus der Solarthermie ist nicht möglich. Energie aus Sonnenkollektoren kann nur für Wärmezwecke genutzt werden.

 

Unterschiede im Wirkungsgrad – und der damit verbundene Denkfehler

Sonnenkollektoren wandeln theoretisch maximal 80 Prozent der Sonnenenergie in Wärme um, jedoch geht einiges dieser Energie bei der anschließenden Zirkulation des erwärmten Wassers wieder verloren. Daher geht man bei der Solarthermie von einem effektiven Systemwirkungsgrad von etwa 50 Prozent aus. Kristalline Photovoltaikmodule wandeln etwa 20 Prozent der Sonnenenergie in Strom um, die Verluste sind hingegen minimal. Die 20 % werden daher gerne als Gesamtwirkungsgrads von Photovoltaikanlagen herangezogen. 

Wirklich relevant ist dieser reine Zahlenvergleich der Wirkungsgrade jedoch nicht. Zum einen ist ja die Energiequelle sowieso kostenlos, zum anderen haben wir auf unseren Dächern fast immer ausreichend Fläche zur Verfügung, um den Unterschied leicht zu kompensieren!

Außerdem lässt sich Strom für diverse Anwendungen (Sektoren) nutzen. Die Wirkungsgrade der beiden Systeme müssen daher in einen größeren Kontext gesetzt werden:

  • Wofür kann die erzeugte Energie (Wärme oder Strom) im Haushalt genutzt werden?
  • Wie sind die Vergleichskosten, wenn man diese Energie zukaufen müsste?
  • Was passiert mit dem Überschuss, der nicht sofort genutzt wird? Lässt sich dieser speichern oder auf andere Weise nutzen?
  • Wie hoch sind die Anschaffungs-, Installations- und Wartungskosten?
  • Wie hoch ist die Lebensdauer der Technologie?
    Zum Vergleich: Die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen liegt bei 25 bis 35 Jahren, bei Sonnenkollektoren zwischen 10 und 20 Jahren.

Erst wenn man all diese Faktoren zueinander in Bezug stellt, zeigt sich ein vergleichbares Bild, bei dem die Photovoltaik eindeutig die Nase vorne hat. 

 

Was sagt der Markt? Welche Technologie hat die Nase vorne?

Die Zahlen des Bundesverbands Solarwirtschaft e. V. aus dem Jahr 2021 zeigen eindeutig: Der Anstieg der gemeldeten Photovoltaik-Kapazität in Deutschland steigt weiterhin exponentiell, während die Entwicklung der Solarthermie langsam stagniert.

Für uns von my-PV steht jedenfalls fest: Photovoltaik ist vielseitiger, preisgünstiger und ressourcenschonender. 

 

Mehr zu Ihren Möglichkeiten mit der Kraft der Sonne.  

 

 

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