Photovoltaik vs. Solarthermie: Der große Vergleich 2025
Der Hauptunterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie liegt in der erzeugten Energieform: Photovoltaik wandelt Sonnenlicht in elektrischen Strom um, Solarthermie erzeugt Wärme für Heizung und Warmwasser. Mit Wirkungsgraden von bis zu 24% bei PV und 65% bei Solarthermie bieten beide Technologien Vor- und Nachteile. Der Artikel vergleicht Kosten, Effizienz, Wirtschaftlichkeit und zeigt, welche Lösung für welchen Anwendungsfall die richtige ist.
Sonnenenergie optimal nutzen
Die Nutzung der Sonnenenergie gewinnt im Zuge der Energiewende immer mehr an Bedeutung für Hausbesitzer. Doch welche Technologie ist die richtige für Ihr Zuhause? Photovoltaik und Solarthermie sind die beiden führenden Technologien zur Nutzung der Sonnenenergie, die sich in ihrer Funktionsweise und ihren Anwendungsgebieten grundlegend unterscheiden.
Sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie wandeln die kostenlose Energie der Sonne in nutzbare Energieformen um – doch damit enden auch schon die Gemeinsamkeiten. Während Photovoltaikanlagen elektrischen Strom erzeugen, der im gesamten Haushalt und für Elektromobilität genutzt werden kann, produzieren Solarthermieanlagen Wärme für Heizung und Warmwasser.
In diesem umfassenden Vergleich beleuchten wir die Unterschiede, Vor- und Nachteile beider Systeme und geben Ihnen eine Entscheidungshilfe, welche Technologie – oder vielleicht sogar eine Kombination beider – für Ihre speziellen Anforderungen am besten geeignet ist.
Grundlegende Unterschiede zwischen Photovoltaik und Solarthermie
Bevor wir in die Details eintauchen, hier die wichtigsten Unterschiede auf einen Blick:
Die Wahl zwischen diesen beiden Technologien hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Ihre spezifischen Energiebedürfnisse, verfügbare Dachfläche, Budget und langfristige Ziele in Bezug auf Energieunabhängigkeit.
Wie funktioniert Photovoltaik?
Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Dieser Prozess basiert auf dem photovoltaischen Effekt, der bereits 1839 entdeckt wurde, aber erst in den letzten Jahrzehnten zur technologischen Reife gelangt ist.
Funktionsweise einer Photovoltaikanlage:
- Solarzellen: Das Herzstück einer PV-Anlage sind die Solarzellen, die meist aus kristallinem Silizium bestehen. Wenn Sonnenlicht (Photonen) auf diese Zellen trifft, werden Elektronen in Bewegung gesetzt.
- Stromerzeugung: Durch den speziellen Aufbau der Solarzellen entsteht eine gerichtete Bewegung der Elektronen – also elektrischer Strom. Dabei handelt es sich zunächst um Gleichstrom.
- Wechselrichter: Der erzeugte Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, der im Haushalt verwendet werden kann.
- Verwendung des Stroms: Der erzeugte Strom kann direkt im Haushalt genutzt, in einem Batteriespeicher gespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Die neuesten Entwicklungen bei Photovoltaikmodulen umfassen:
- Bifaziale Module: Diese können Licht von beiden Seiten aufnehmen und so den Ertrag steigern.
- Half-Cut-Zellen: Durch Halbierung der Zellen werden Verluste reduziert und die Effizienz gesteigert.
- PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell): Verbessert die Lichtausbeute durch eine spezielle Rückseitenstruktur.
- Verbesserte Wärmeabfuhr: Senkt die Betriebstemperatur und steigert dadurch den Wirkungsgrad.
Moderne Photovoltaikmodule erreichen heute Wirkungsgrade von bis zu 24,3% im kommerziellen Bereich, mit Spitzenwerten von 25,44% bei Labortests (Trinasolar-Weltrekord für kristalline Silizium-Module).
Wie funktioniert Solarthermie?
Solarthermieanlagen nutzen die Wärmeenergie der Sonne, um Wasser zu erhitzen. Diese Technologie ist konzeptionell einfacher, arbeitet aber sehr effizient.
Funktionsweise einer Solarthermieanlage:
- Sonnenkollektoren: Auf dem Dach montierte Kollektoren fangen die Sonnenstrahlung ein. Es gibt verschiedene Typen wie Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren.
- Wärmeübertragung: In den Kollektoren fließt eine Wärmeträgerflüssigkeit (meist Wasser mit Frostschutzmittel), die sich durch die Sonneneinstrahlung auf bis zu 95°C erwärmt.
- Pufferspeicher: Die erhitzte Flüssigkeit fließt zu einem Pufferspeicher, wo die Wärme über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser oder den Heizkreislauf abgegeben wird.
- Pumpe und Kreislauf: Eine Umwälzpumpe sorgt für die Zirkulation der Wärmeträgerflüssigkeit zwischen Kollektoren und Speicher.
- Verwendung der Wärme: Die gespeicherte Wärme kann für die Brauchwassererwärmung oder zur Unterstützung des Heizungssystems verwendet werden.
Bei Solarthermieanlagen unterscheidet man hauptsächlich zwischen:
- Flachkollektoren: Kostengünstig und robust, mit einer Abdeckung aus Sicherheitsglas und einer schwarzen Absorberplatte.
- Vakuumröhrenkollektoren: Effizienter bei niedrigen Temperaturen und diffusem Licht, aber teurer. Die Wärmedämmung erfolgt durch ein Vakuum in Glasröhren.
Ein großer Vorteil der Solarthermie ist ihr hoher Wirkungsgrad von bis zu 65% bei optimalen Bedingungen. Die Technologie ist besonders effizient für die Warmwasserbereitung im Sommer, wo nahezu der gesamte Bedarf gedeckt werden kann.
Kosten und Wirtschaftlichkeit
Die finanziellen Aspekte sind für viele Hausbesitzer ein entscheidender Faktor bei der Wahl zwischen Photovoltaik und Solarthermie.
Anschaffungskosten:
Photovoltaik:
- Komplettanlage mit 10 kWp: ca. 10.000-16.000 €
- Mit Batteriespeicher (10 kWh): zusätzlich ca. 8.000-12.000 €
- Kosten pro kWp: etwa 1.000-1.600 €
Solarthermie:
- Kleine Anlage für Warmwasserbereitung (4-5 m²): 3.000-5.000 €
- Größere Anlage für Heizungsunterstützung (10-15 m²): 8.000-12.000 €
- Kosten pro m²: etwa 700-1.000 €
Förderungen und finanzielle Anreize:
Photovoltaik:
- Einspeisevergütung für kleine Anlagen bis 10 kWp: 12,73 ct/kWh bei Volleinspeisung (2025)
- Mehrwertsteuerbefreiung für PV-Anlagen und Stromspeicher
- Einkommensteuerbefreiung für Eigenstrom aus Anlagen bis 30 kWp
- KfW-Kredite und regionale Förderprogramme
Solarthermie:
- BAFA-Förderung: bis zu 25% der Investitionskosten
- Zusätzliche Förderung im Rahmen der Heizungsförderung
- KfW-Kredite für erneuerbare Energien
Amortisationszeit und Wirtschaftlichkeit:
Photovoltaik:
- Amortisationszeit: 8-14 Jahre (abhängig von Eigenverbrauchsanteil, Strompreisentwicklung etc.)
- Lebensdauer: 25-30 Jahre (Module), 10-15 Jahre (Wechselrichter)
- Jährliche Einsparung bei 10 kWp und 30% Eigenverbrauch: ca. 800-1.200 € (abhängig vom Strompreis)
Solarthermie:
- Amortisationszeit: 10-20 Jahre
- Lebensdauer: 20-30 Jahre
- Jährliche Einsparung bei 10 m² Kollektorfläche: ca. 200-400 € (abhängig von Brennstoffpreisen)
Die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage profitiert stark von steigenden Strompreisen und einem hohen Eigenverbrauchsanteil. Solarthermieanlagen hingegen sind in ihrer Wirtschaftlichkeit stark von der Preisentwicklung bei fossilen Brennstoffen abhängig und amortisieren sich bei steigenden Gas- und Ölpreisen schneller.
Platzbedarf und Installation
Die verfügbare Dachfläche ist oft ein begrenzender Faktor, der die Entscheidung zwischen den Technologien beeinflussen kann.
Photovoltaik:
- Flächenbedarf: Ca. 5-6 m² pro kWp installierter Leistung
- Minimalgröße für Wirtschaftlichkeit: Ab etwa 4-5 kWp, also 20-30 m² Dachfläche
- Ausrichtung: Idealerweise Süden, aber auch Ost-West-Aufstellung möglich
- Neigungswinkel: Optimal 30-35°, aber von 15-50° gut nutzbar
- Installation: Montagesystem auf dem Dach, Verkabelung zum Wechselrichter, Anschluss ans Hausnetz
Solarthermie:
- Flächenbedarf: Ca. 1-1,5 m² pro Person für Warmwasser, zusätzlich 2-3 m² pro Person für Heizungsunterstützung
- Minimalgröße für Wirtschaftlichkeit: Bereits ab 4 m² für Warmwasserversorgung sinnvoll
- Ausrichtung: Idealerweise Süden, größere Abweichungen reduzieren den Ertrag stärker als bei PV
- Neigungswinkel: Optimal 45° für ganzjährigen Betrieb
- Installation: Montagesystem auf dem Dach, Rohrleitungen zum Speicher, hydraulische Integration ins Heizsystem
Für Haushalte mit begrenzter Dachfläche kann Solarthermie die bessere Wahl sein, da sie auf kleinerer Fläche bereits sinnvoll eingesetzt werden kann. Allerdings ist die Installation aufwendiger, da Rohrleitungen verlegt und eine hydraulische Einbindung ins Heizsystem erfolgen muss.
Kombination mit anderen Systemen
Sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie können mit anderen Energiesystemen kombiniert werden, um die Effizienz zu steigern.
Photovoltaik-Kombinationen:
- PV + Batteriespeicher: Erhöht den Eigenverbrauchsanteil von ca. 30% auf bis zu 70%
- PV + Wärmepumpe: Die Wärmepumpe nutzt PV-Strom zur effizienten Wärmeerzeugung (Effizienzfaktor 3-5)
- PV + E-Auto: Elektrofahrzeuge können als flexible Stromabnehmer oder sogar als zusätzliche Speicher dienen
- PV + Smart Home: Intelligente Steuerung kann den Eigenverbrauch durch Lastverschiebung optimieren
Solarthermie-Kombinationen:
- Solarthermie + Gasheizung: Die Gasheizung übernimmt die Wärmeversorgung, wenn die Solaranlage nicht ausreicht
- Solarthermie + Wärmepumpe: Die Wärmepumpe kann bei geringerer Temperatur effizienter arbeiten
- Solarthermie + Pelletheizung: Kombination zweier erneuerbarer Energieträger für hohe Unabhängigkeit
- Solarthermie + Kraft-Wärme-Kopplung: Erzeugt zusätzlich zur Wärme auch Strom
Eine besonders interessante und zukunftsweisende Kombination ist Photovoltaik + Wärmepumpe. Diese Kombination kann in vielen Fällen effizienter sein als eine Solarthermieanlage, da:
- Die Wärmepumpe aus 1 kWh Strom etwa 3-5 kWh Wärme erzeugen kann
- Der PV-Strom auch für andere Zwecke verwendet werden kann, wenn kein Wärmebedarf besteht
- Die Installation einfacher und flexibler ist
- Ein größerer Anteil des Gesamtenergiebedarfs (Strom + Wärme) gedeckt werden kann
Besonders in Niedrigenergiehäusern oder gut gedämmten Gebäuden kann diese Kombination eine bessere Lösung darstellen als Solarthermie.
Hybridlösungen: Das Beste aus beiden Welten?
Sogenannte PVT-Kollektoren (Photovoltaik-Thermie) oder Hybridkollektoren kombinieren beide Technologien in einem Element. Diese produzieren gleichzeitig Strom und Wärme.
Vorteile von PVT-Systemen:
- Höhere Flächeneffizienz: Gewinnung von Strom und Wärme auf derselben Fläche
- Verbesserte PV-Leistung: Die Kühlung der PV-Module durch die Wärmeabfuhr erhöht ihren Wirkungsgrad
- Platzsparend: Ideal für begrenzte Dachflächen
Nachteile:
- Höhere Kosten: PVT-Systeme sind in der Anschaffung teurer als separate Anlagen
- Kompromisse bei der Betriebstemperatur: Die optimale Betriebstemperatur für PV (kühl) und Solarthermie (warm) widersprechen sich
- Komplexere Installation: Erfordert sowohl elektrische als auch hydraulische Fachkenntnisse
Aktuelle PVT-Systeme erreichen zwar nicht die Spitzenwerte reiner PV- oder Solarthermieanlagen, bieten aber eine höhere Gesamtenergieausbeute pro Fläche. Die Technologie ist noch relativ jung, aber für bestimmte Anwendungsfälle bereits eine interessante Option.
Für wen eignet sich welches System?
Die Entscheidung zwischen Photovoltaik und Solarthermie sollte auf Basis der individuellen Situation getroffen werden.
Photovoltaik ist besonders geeignet für:
- Haushalte mit hohem Stromverbrauch
- Nutzer von Elektrofahrzeugen oder geplanter E-Mobilität
- Gebäude mit Wärmepumpenheizung
- Neubau oder gut gedämmte Altbauten mit niedrigem Heizwärmebedarf
- Haushalte, die eine hohe Energieautarkie anstreben
- Dächer mit großer nutzbarer Fläche (>30 m²)
Solarthermie ist besonders geeignet für:
- Haushalte mit hohem Warmwasserverbrauch
- Gebäude mit konventioneller Heizung (Gas, Öl, Pellets)
- Dächer mit begrenzter nutzbarer Fläche
- Altbauten mit höherem Heizwärmebedarf
- Gebäude ohne Möglichkeit zur PV-Installation aus baurechtlichen Gründen
- Objekte in Regionen mit besonders vielen Sonnentagen
Beispielszenarien:
Szenario 1: Familie in einem Einfamilienhaus (Neubau, 150 m²)
- Niedrigenergiebauweise mit Wärmepumpenheizung
- 4 Personen, E-Auto vorhanden
- Empfehlung: Photovoltaikanlage (10-12 kWp) mit Batteriespeicher
Szenario 2: Paar in einem Altbau (Baujahr 1980, teilsaniert, 120 m²)
- Gasheizung, höherer Wärmebedarf
- Begrenztes Dach mit 20 m² nutzbarer Fläche
- Empfehlung: Kombination aus kleiner PV-Anlage (3-4 kWp) und Solarthermie für Warmwasser
Szenario 3: Single in einer Dachgeschosswohnung
- Eigentumswohnung mit eigenem Dachanteil (10 m²)
- Zentralheizung im Haus
- Empfehlung: Kleine Solarthermieanlage für Warmwasser oder Balkon-Photovoltaik
Fazit: Wann ist welche Technologie die richtige Wahl?
Nach Abwägung aller Faktoren lassen sich folgende Empfehlungen geben:
Photovoltaik ist die bessere Wahl, wenn:
- Sie eine vielseitige Nutzung der erzeugten Energie (Strom und ggf. Wärme via Wärmepumpe) anstreben
- Sie langfristig Energieunabhängigkeit anstreben
- Sie ein Elektrofahrzeug besitzen oder planen
- Sie über ausreichend Dachfläche verfügen
- Sie in einem Neubau oder gut gedämmten Gebäude wohnen
Solarthermie ist die bessere Wahl, wenn:
- Sie vor allem Ihre Warmwasserkosten senken möchten
- Sie nur über begrenzte Dachfläche verfügen
- Sie eine bestehende konventionelle Heizung haben und diese unterstützen möchten
- Sie eine möglichst einfache Technologie mit wenig Wartung bevorzugen
- Sie in einer besonders sonnenreichen Region leben
Eine Kombination beider Systeme kann sinnvoll sein, wenn:
- Sie ausreichend Dachfläche haben, um beide Systeme zu installieren
- Sie sowohl Strom- als auch Heizkosten deutlich senken möchten
- Sie maximale Energieunabhängigkeit anstreben
- Sie eine bestehende konventionelle Heizung haben, aber auch E-Mobilität planen
In der Praxis spielt auch die langfristige Entwicklung eine wichtige Rolle: Mit zunehmender Elektrifizierung von Heizung (Wärmepumpen) und Mobilität (E-Autos) gewinnt die Photovoltaik als vielseitigere Technologie an Bedeutung. Gleichzeitig machen sinkende Kosten und steigende Effizienz Photovoltaikanlagen für immer mehr Hausbesitzer attraktiv.
Die Entscheidung sollte immer auf Basis einer individuellen Beratung und Wirtschaftlichkeitsberechnung getroffen werden, die Ihre spezifische Situation berücksichtigt.
Häufig gestellte Fragen
Kann ich eine Photovoltaikanlage und eine Solarthermieanlage kombinieren?
Ja, sofern ausreichend Dachfläche vorhanden ist, können beide Systeme parallel installiert werden. Sie erfüllen unterschiedliche Funktionen und ergänzen sich gut. Alternativ gibt es auch PVT-Hybridkollektoren, die beide Technologien in einem Element kombinieren.
Welches System amortisiert sich schneller?
In den meisten Fällen amortisiert sich eine Photovoltaikanlage schneller, da die Einsparungen beim Strombezug und die Einspeisevergütung höher sind als die Einsparungen bei den Heizkosten durch Solarthermie. Die genaue Amortisationszeit hängt jedoch von vielen individuellen Faktoren ab.
Brauche ich für Solarthermie eine zusätzliche Heizung?
Ja, eine Solarthermieanlage kann in unseren Breitengraden nicht den gesamten Wärmebedarf eines Gebäudes decken, besonders nicht im Winter. Sie dient als Unterstützung für ein vorhandenes Heizsystem und kann je nach Dimensionierung 20-60% des jährlichen Wärmebedarfs decken.
Kann eine Photovoltaikanlage auch Wärme erzeugen?
Indirekt ja. Der erzeugte Strom kann zum Betrieb einer Wärmepumpe oder eines elektrischen Heizstabs genutzt werden. Diese Kombination kann besonders effizient sein, da eine Wärmepumpe aus 1 kWh Strom etwa 3-5 kWh Wärmeenergie erzeugen kann.
Welche Förderungen gibt es für beide Systeme?
Für Photovoltaikanlagen gibt es die Einspeisevergütung nach dem EEG, Steuervorteile und KfW-Kredite. Solarthermieanlagen werden über die BAFA-Förderung, die Heizungsförderung und ebenfalls KfW-Kredite gefördert. Zusätzlich gibt es regionale Förderprogramme, die beide Technologien unterstützen.
Wie viel Wartung benötigen die Systeme?
Photovoltaikanlagen sind nahezu wartungsfrei. Eine gelegentliche Reinigung der Module kann sinnvoll sein, ist aber oft nicht zwingend notwendig. Solarthermieanlagen erfordern etwas mehr Wartung, da der Frostschutz und die Funktion der Pumpe regelmäßig überprüft werden sollten. Bei beiden Systemen empfiehlt sich eine jährliche Sichtprüfung.
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