Solarthermie vs. Photovoltaik – was kommt raus?

September 16th, 2014

Ein altbekanntes Thema und noch längst nicht fertig: der Vergleich zwischen Solarthermie und Photovoltaik Anlagen. Beide Varianten der Nutzung von Solarenergie haben ihre Vorteile aber auch einige Minuspunkte, die gegen die eine oder andere Anwendungs sprechen können. Die Argumente, die von beiden Seiten jeweils angebracht werden, sind inzwischen sehr weiträumig und nicht in jedem Fall mehr fundiert. Aus diesem Grund sollen die Möglichkeiten und Erreichbarkeiten in diesem Artikel einmal zentral angesehen werden.

Solarenergie

Solarenergie oder anders gesagt der Solarstrom wird meist als erstes genannt, wenn an eine Solaranlage gedacht wird. Solar ist in den meisten Köpfen fest mit Strom und Photovoltaik verknüpft. Nicht zuletzt aufgrund der zuletzt öffentlich groß diskutierten Problematik der steigenden Strompreise sind Photovoltaikanlagen in den Köpfen vieler angekommen – leider nicht immer im positiven Sinn.

Anwendungen der Photovoltaik

Eine Photovoltaikanlage wird genutzt um Strom zu erzeugen. Dies ist das direkte Produkt der Anlage und kann anschließend für weitere Anwendungen genutzt werden. Die Möglichkeiten sind hier vielseitig:

  1. Es können gezielt einzelne Verbraucher im eigenen Haushalt mit Strom versorgt werden. Die Effizienz des Eigenverbrauchs steigt meist in Verbindung mit einer Speicherlösung.
  2. Der Strom kann an den lokalen Stromanbieter abgetreten und ins Stromnetz eingespeist werden.
  3. Die erzeugte Energie kann zur Klimatisierung der Räumlichkeiten verwendet werden.
  4. Es könnte eine Heizungsunterstützung und / oder Brauchwasserwärmung umgesetzt werden.

Da viele Geräte mit Strom betrieben werden, ist der erste Punkt meist der eigentliche Antriebspunkt für eine Photovoltaikanlage. Das Thema Energieeffizienz und Eigenverbrauchsoptimierung sind hier wichtige Themen. Punkt 2 steht aktuell unter einem eher nachdenklichen Stern, da mit der EEG-Reform einige zusätzliche Punkte in der Strukturierung etc. aufgetreten sind. Dennoch ist dies immer eine gute Möglichkeit um eventuell überschüssige Energie abzugeben.

Neue Ideen zur Nutzung des Solarstroms sind in Punkt 4 genannt. Es gibt bereits erste Überlegungen und Ansätze um Photovoltaik auch im Wärmesektor zu verwenden. Über einen Elektroheizstab ließe sich das Heizwasser beispielsweise mit erwärmen. Auf ecoquent-positions.com gibt es einen interessanten Artikel zu diesem Thema. Die ausführliche Rechnung zeigt die aktuellen Möglichkeiten der Photovoltaik im Wärmesektor. Dieses sieht aktuell eher dürftig ist und gehört nicht zuletzt deswegen auch zu den weniger genutzten Anwendungsfeldern einer PV-Anlage.

Anwendungen der Solarthermie

Die Solarthermie ist die bessere Wahl bei der Nutzung der Solarenergie für den Wärmebereich. Sie kann bereits jetzt einen guten Beitrag zur Brauchwassererwärmung und bei entsprechend konzipierter Anlage auch zur Heizungsunterstützung leisten. Aktuell werden in Deutschland immer mehr Anlagen in der Kombination Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung installiert. Dies liegt nicht zuletzt am Förderungsmodell der Bundesrepublik welches die Förderung nur noch für diese bivalenten Anlagen vorsieht.

In der Anwendung zeigt sich allerdings, dass die Solarthermieanlage vor allem im Bereich der Brauchwassererwärmung sehr leicht punkten kann. An sonnigen Tagen sind hier Deckungsgrade von bis zu 100% möglich. Das Problem stellt hier jedoch die Heizungsunterstützung dar. Diese ist vor allem im Winter interessant und verlangt eine entsprechend groß dimensionierte Anlage um im Ergebnis auch merkbar etwas zu bewirken – insbesondere wenn die Brauchwassererwärmung gleichzeitig ebenfalls unterstützt werden soll.

Neben der Anwendung im Wärmesektor gibt es jedoch bereits erste Überlegungen zur Nutzung der solarthermischen Anlage in der Stromerzeugung. Hierzu gab es bereits erste Studien welche die Möglichkeiten untersuchen und eventuelle Potenziale aufzeigen sollten. Die Studie des Fraunhofer Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) hat sich konktret mit der solarthermischen Stromerzeugung auseinandergesetzt.

Strom mittels Solarthermie?

Eine Solarthermieanlage erzeugt Wärme. Diese Wärme kann anschließend genutzt werden um ein anderes Medium ebenfalls zu erwärmen. Alternativ kann die thermische Energie jedoch auch in mechanische Energie umgewandelt werden. Dies erfolgt auf der Basis eines Dampfprozesses oder mit Hilfe einer sogenannten Stirling-Maschine.

Inzwischen gibt es bereits zahlreiche Projekte und umgesetzte Anlagen, die Solarthermie zur Stromproduktion verwenden. Die Anlage sind dabei meist in Regionen mit einer guten direkten Sonneneinstrahlung zu finden um eine größtmögliche Ausbeute zu erreichen. Die ersten Erfahrungen haben jedoch bereits gezeigt, dass Solarthermie durchaus lohnend in der Stromproduktion eingesetzt werden kann.

Fazit Solarthermie vs. Photovoltaik

Ein Vergleich der beiden Techniken ist in der Vergangenheit immer eher schwammig gewesen, da beide Techniken im Grunde für verschiedene Aufgabenbereiche genutzt werden. Es gibt jedoch bereits Überlegungen, Ideen und im Falle der Solarthermie auch Umsetzungen (im größeren Rahmen) die den Aufgabenbereich der jeweils anderen Technik erfüllen. Während die Solarthermie in der Stromproduktion im großen Rahmen bereits recht erfolgreich ist, gibt es in kleineren Anlagen bisher keine entsprechenden Umsetzungen um beispielsweise den Wärmeüberschuss sinnvoll zu nutzen. Auf der anderen Seite kann eine Photovoltaikanlage bisher nur bedingt als wirkliche Alternative in der Wärmeproduktion (egal ob Brauchwassererwärmung oder Heizungsunterstützung) angesehen werden. Insofern hat die Solarthermie die Nase ein wenig vorn, wenn es um die Vielseitigkeit der Einsetzbarkeit und die aktuellen Anwendungen geht.


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