Im ersten Teil unserer kleinen Solaranlagen-Reihe haben wir Ihnen bereits die wichtigsten Voraussetzungen für die Installation einer Solaranlage genannt. Neben Hinweisen zur Funktionsweise und zu den Anschaffungskosten lernten Sie außerdem die beiden möglichen Varianten Solarthermie und Photovoltaik kennen. Im zweiten Teil möchten wir nun etwas detaillierter auf die einzelnen Anlagen eingehen und Sie über die jeweilige Funktionsweise informieren.
1. Solarthermie – Ein modernes System mit historischen Wurzeln
Bei der Solarthermie geht es um die Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbare thermische Energie. Einziges Ziel ist die ausschließliche Gewinnung von Wärme für den Eigengebrauch. Möglich sind dabei zwei Varianten: Entweder erfolgt nur eine Warmwasserbereitung oder die Warmwasserbereitung wird mit der Heizungsanlage gekoppelt.
Technisch basiert die Solarthermie auf thermischen Solarkollektoren. In diesen Bauteilen befindet sich ein sogenannter Solarabsorber, welcher die auftreffende Sonnenenergie in Wärme umwandelt und an die durchfließende Flüssigkeit (den Wärmeträger) abgibt. Über einen Wärmetauscher der Solaranlage wird die Wärme aus den Kollektoren abgeführt und über ein Kreislaufsystem mithilfe von Pumpen zu den Zapfstellen für Warmwasser oder in das Heizungssystem bzw. einen Speicher transportiert. Mit einer guten Isolierung kann die gewonnene Wärme durchaus mehrere Tage in Warmwassertanks gespeichert werden. Ein gewisser Verlust der Wärmeenergie (allgemein wird von bis zu 40 % ausgegangen) ist dabei allerdings nicht zu vermeiden.
Das System der Solarthermie ist in seinen Grundzügen keine Erfindung der Moderne. Vielmehr sind erste solarthermische Anlagen bereits in der Antike (etwa 800 v. Chr. bis 600 n. Chr.) zu finden. Seinerzeit wurden zur Wärmegewinnung spezielle Brenn- und Hohlspiegel verwendet, mit denen sich die Lichtstrahlen der Sonne fokussieren ließen. Um 1800 wurden dann die ersten „echten“ Solarkollektoren für Warmwasser eingesetzt.
Wer sich für die Anschaffung einer Solaranlage zur Solarthermie entscheidet, kann in vielen Fällen Fördergelder des Bundes oder der Länder bzw. der Kreditanstalt für Wideraufbau (KfW) in Anspruch nehmen. Sich hierzu entsprechend zu informieren, lohnt also!
2. Solaranlagen mit Photovoltaik – Umweltfreundlich Strom erzeugen
Die zweite Variante sind Solaranlagen mit Photovoltaik. Der Begriff Photovoltaik setzt sich aus dem griechischen Wort für Licht „Photos“ und der Einheit für Stromspannung „Volt“ zusammen. Ziel ist die Gewinnung von Strom durch eine direkte Umwandlung des Sonnenlichts in elektrische Energie. Technisch geschieht das in einem mehrstufigen Verfahren: Zunächst erzeugen die eingesetzten Photovoltaikmodule Gleichstrom, welcher dann mittels Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Mit diesem Wechselstrom lassen sich alle haushaltsüblichen Elektrogeräte betreiben.
Zu den wesentlichen Vorteilen der Solaranlagen mit Photovoltaik gehört die Unabhängigkeit von der Versorgungssituation sowie von der Preispolitik kommunaler Energieversorger. Zudem kann der mit den Solaranlagen erzeugte und nicht selbst genutzte Strom in das öffentliche Netz eingespeist und dafür eine Einspeisevergütung kassiert werden. Leider ist die Höhe der Einspeisevergütung in den letzten Jahren immer mehr gesunken, sodass es größerer Mengen an produziertem Strom bedarf, um hier einen merklichen Gewinn zu erzielen. Mit speziellen und ggf. erweiterbaren Solarspeichern kann der erzeugte Strom aber auch für eine gewisse Zeit gespeichert und dann für den Eigenbedarf genutzt werden, wodurch sich die Effizienz der Anlage erhöht.
Bereits 1840 wurde der photoelektrische Effekt entdeckt. Bis zu einer sinnvollen Nutzung dauerte es jedoch noch gut 120 Jahre. Erst mit dem Aufkommen der Raumfahrt geriet das Thema Photovoltaik ins Rampenlicht. So war 1958 der erste Satellit in der Erdumlaufbahn mit Solarzellen bestückt. Die sogenannte Ölkrise in den 1970er Jahren führte schließlich zu einem verstärkten Umdenken und der Suche nach alternativen Energiequellen – die Wurzeln der heutigen Solaranlagen mit Photovoltaik wurden gelegt.
Solarthermie oder Photovoltaik – welche Solaranlagen sind besser?
Welches System an Ihrem Standort und für Ihre individuellen Bedürfnisse das bessere ist, hängt von einer Reihe wichtiger Faktoren ab. Grundsätzlich weisen die bei der Solarthermie zum Einsatz kommenden Solarkollektoren mit rund 90 % einen höheren Wirkungsgrad als Photovoltaik-Module (Wirkungsgrad rund 20 %) auf. Zugleich entstehen durch Leitungen und Speicher Verluste, sodass letztlich nur rund die Hälfte des Wirkungsgrades übrig bleibt. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Sonnenlicht ein breites Spektrum von langwelliger Wärmestrahlung (infrarot) bis zu kurzwelliger Strahlung (ultraviolett) umfasst. Photovoltaikanlagen sind nur in der Lage, einen kleinen Teil dieses Spektrums in Strom umzuwandeln.
Allerdings ist eine Kilowattstunde Strom deutlich teurer als eine Kilowattstunde Heizwärme. Da Strom schwieriger zu erzeugen ist, treten auch in Kraftwerken bei der Umwandlung von Wärme in Strom hohe Verluste auf. Aus diesem Grund wird Photovoltaik derzeit (noch) großzügiger gefördert als Solarthermie und ist daher momentan rentabler.
Die Frage, ob Ihr Haus besser für eine Solarthermie- oder eine Photovoltaikanlage geeignet ist, kann Ihnen am besten ein Experte beantworten. Mit der richtigen Entscheidung lässt sich oft viel Geld sparen. Außerdem sind Sie unabhängig und tun etwas Gutes für die ohnehin schon arg strapazierte Umwelt. Kontaktieren Sie uns einfach, wir beraten Sie zum Thema Solaranlagen sehr gern!