Solaranlage auf dem Dach von einem Einfamilienhaus

Unter dem Sammelbegriff Solaranlage werden technische Einrichtungen zusammengefasst, die Energie aus Sonnenlicht gewinnen. Eine Unterscheidung besteht zwischen Photovoltaik und Solarthermie. Photovoltaikanlagen nutzen Sonnenenergie, um daraus Strom zu gewinnen. Solarthermie-Anlagen wandeln Sonnenenergie in Wärme um. Diese lässt sich für die Heizung und Warmwasser nutzen.

Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Solarthermie und Photovoltaik (PV) sind beides Technologien zur Nutzung der Sonnenenergie, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihrer Funktionsweise und dem Zweck ihrer Anwendung:

Solarthermie

  • Funktionsweise: Solarthermie-Anlagen nutzen die Wärme der Sonnenstrahlen, um Wasser oder ein anderes Wärmeträgermedium zu erhitzen. Dies geschieht meist durch Sonnenkollektoren, die auf Dächern oder freien Flächen installiert werden. Das erwärmte Medium wird dann zur Bereitstellung von Heißwasser oder zur Unterstützung der Raumheizung verwendet.
  • Anwendungsbereiche: Hauptsächlich für die Warmwasserbereitung und die Heizungsunterstützung in Wohngebäuden, Schwimmbädern und teilweise in industriellen Prozessen.
  • Vorteile: Direkte Nutzung der Sonnenwärme für Heizzwecke, kann Heizkosten signifikant reduzieren und trägt zur Senkung des CO2-Ausstoßes bei.
  • Nachteile: Die Effizienz und Verfügbarkeit der Wärmeerzeugung sind wetterabhängig und schwanken saisonal. Meist ist eine zusätzliche Heizquelle für kalte Tage und Nächte notwendig.

Photovoltaik (PV)

  • Funktionsweise: Photovoltaik-Anlagen wandeln das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie um. Dies erfolgt durch Solarzellen, die aus Halbleitermaterialien bestehen. Die erzeugte elektrische Energie kann direkt genutzt, ins Stromnetz eingespeist oder in Batterien gespeichert werden.
  • Anwendungsbereiche: Erzeugung von elektrischem Strom für den Eigenverbrauch in Haushalten und Unternehmen, Einspeisung ins öffentliche Stromnetz, netzunabhängige (off-grid) Anwendungen.
  • Vorteile: Direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Strom, ermöglicht eine unabhängige Stromversorgung und kann Überschusserzeugung ins Netz einspeisen. Trägt zur Reduktion von Stromkosten und CO2-Emissionen bei.
  • Nachteile: Die Initialkosten für PV-Anlagen können hoch sein, obwohl staatliche Förderungen und sinkende Modulpreise die Wirtschaftlichkeit verbessern. Die Stromerzeugung ist tageszeit- und wetterabhängig.

Kosten: Was ist teuerer – Solarthermie oder PV?

Die Höhe der Kosten für eine Solaranlage bestimmt sich vor allem aus der Bauart. Die Kosten für eine Solaranlage mit Warmwasser als Brauchwasser und einer Kreislaufeinspeisung erzeugen Kosten von 6.000 bis 9.000 Euro für einen durchschnittlichen Haushalt. Wenn die Kosten für eine solare Heizungsunterstützung hinzukommen, muss mit 8.000 bis 12.000 Euro gerechnet werden. Vakuumröhrenkollektoren sind teurer als Sonnenkollektoren.

Zwischen Solarthermie und PV-Anlagen gibt es preislich gesehen keine großen Unterschiede, wie die folgende Übersicht zeigt. Die Preise beziehen sich dabei auf ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit 150 qm und einen mittleren Verbrauch an Strom und Heizenergie:

Kosten einer Photovoltaikanlage

Kostenpunkt Durchschnittliche Kosten für 5-10 kWp Anlage
Photovoltaikmodule 3.000 € – 6.000 €
Wechselrichter 1.000 € – 2.000 €
Montagesystem und Installation 1.500 € – 3.000 €
Planung und Genehmigung 500 € – 1.000 €
Zusätzliche Komponenten (z.B. Verkabelung) 500 € – 1.000 €
Gesamtkosten 6.500 € – 13.000 €

Kosten einer Solarthermie

Kostenpunkt Durchschnittliche Kosten
Solarthermie-Kollektoren 4.000 € – 6.000 €
Speicher/Wärmetauscher 1.000 € – 2.500 €
Montage und Installation 2.000 € – 3.000 €
Planung und sonstige Komponenten 500 € – 1.000 €
Gesamtkosten 7.500 € – 12.500 €

Hinweis

Die Kosten einer Solaranlage mit Heizungsunterstützung können auf mittelhohe dreistellige Beträge sinken. Wenn die Koste für die solare Warmwasserbereitstellung aus einer indirekten Einspeisung der Solarenergie entstehen, die als Betriebsstrom beispielsweise eine Wärmepumpe oder einen Brenner antreibt, müssen die Kosten der Solarheizung anteilig abgeschrieben werden.

Was lohnt sich mehr: Solarthermie oder Photovoltaik?

Eine Frage, die sich so allgemein nicht beantworten lässt. Denn welche Art von Solaranlage sich mehr lohnt hängt vor allem auch vom individuellen Verbrauch ab. In Haushalten, in denen mehr Strom benötigt wird, ist eine PV-Anlage meist sinnvoller. In einem Haus mit einem erhöhten Wärmebedarf hingegen macht oftmals Solarthermie Sinn. Dabei kann durchaus auch die Kombination beider Systeme eine wirtschaftliche und ökologische Lösung darstellen.

Typen der Solaranlage im Überblick

Die gängigen Typen der Solaranlagen sind:

Solarthermische Brauchwassergewinnung

Der Klassiker ist die auf dem Dach befestigte waagerechte Röhre, in der Brauchwasser durch die Kollektoren auf der benachbarten Fläche erwärmt wird. Sie ist exklusiv mit dem Trinkwasserkreislauf verbunden.

Solarthermische Brauch- und Heizwassergewinnung

Für Brauch- und Heizwasser müssen zwei unabhängige Wasserkreisläufe von der Solaranlage gespeist werden. Die Kollektoren müssen höhere Leistung erzeugen und die Speicherkapazität des Warmwasserspeichers muss sonnenfreie Zeiten überbrücken.

Sonnenkollektoren
Der flache „Energiesammler“ absorbiert die im Sonnenlicht enthaltene Energie und leitet sie auf das Speichermedium, meist Wasser, um.

Vakuumröhrenkollektoren
In der Funktion den Sonnenkollektoren ähnlich, unterscheiden sich die Vakuumröhrenkollektoren durch ihren Aufbau. Die Röhren erlauben eine Isolation des Wärmemediums durch das Vakuum. Dieser technische Vorgang führt zu einer höheren Absorbereffizienz.

Stromerzeugung durch Photovoltaik
Die Solarmodule beziehungsweise Solarzellen nutzen die elektromagnetischen Gesetzmäßigkeiten. Aus den Spannungsdifferenzen, die während der Sonneneinstrahlung entstehen, wird Strom „abgezogen“. Er wird als Gleichstrom in Batterien gespeichert oder zu Wechselstrom umgewandelt, mit dem elektrische Verbraucher gespeist werden.

Solarmodule
Anders als Kollektoren reagieren die Solarmodule beziehungsweise Solarzellen auf das Sonnenlicht auf physikalisch-chemische Art. Die entstehenden Ladungsdifferenzen im atomaren beziehungsweise molekularen Bereich werden „abgeschöpft“.

Montageaufwand & Dauer

Die Amortisationszeit einer allein versorgenden Solaranlage wird auf 15 Jahre plus/minus drei Jahre angelegt. Entscheidender Faktor sind die extern umlegbaren Kosten der Solaranlage. Schwierig ist eine Taxierung der Kosten einer Solaranlage pro qm, da vorbereitende Maßnahmen große Aufwandsvariablen darstellen. Grob können Sie ab dem Zeitpunkt der sichergestellten Erreichbarkeit der Montagefläche von einer Arbeitsdauer von zwei Tagen für zwei Personen einschließlich Hausanschlüsse ausgehen. Vor allem viel Eigenleistung bei der Baustellenvorbereitung kann auf dem Weg zur autarken Heiz- und Wasserversorgung zusätzliches Geld sparen.

Die Bundesländer regeln die Erlaubnis für Solaranlagen

Das Baurecht ist in Deutschland Ländersache, was zu Unterschieden in der Genehmigungspflicht führt. Baugenehmigungen für Fassaden und Dächer sind bei Flächen unter zehn Quadratmetern nicht erforderlich.

Genehmigungspflichten

Auf und am eigenen Haus dürfen Kollektoren und Module ungenehmigt in Brandenburg und Nordrhein-Westfalen montiert werden. Alle anderen Bundesländer schreiben einen Genehmigungspflicht nur für gebäudeunabhängige Anlagen vor. Es empfiehlt sich trotzdem in jedem Fall, vor dem Kaufen einer Solaranlage die zuständige Baubehörde zu befragen.