Was soll auf’s Dach? Solarthermie vs. Photovoltaik

Hausdach Photovoltaik oder Solarthermie_energy-mag

Ein Ratgeber. Was soll aufs Dach? Solarthermie oder Photovoltaik? Ein durchschnittliches Hausdach hat in aller Regel ca 100 Quadratmeter Fläche, wovon bei den in Deutschland üblichen Satteldächern, die eine Seite geeignet, die andere Seite weniger geeignet ist, um die darauf auftreffende Sonne zu nutzen. Es bleiben also – im Normalfall – ca. 50 qm übrig.

Es lohnt sich darüber intensiv nach zu denken, wie man diese Fläche für die Erneuerbare Energie nutzen will. Soll man in Wärme des Hauses investieren, oder lieber in Strom? Man hat ja nur das eine Dach zum Verfügung. Der Versuch einer Gegenüberstellung.

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Ein Hausdach hat nur eine begrenzte Fläche. Wie kann man sie am effizientesten zur Energieerzeugung nutzen?

70% der Energie braucht ein Haus für Wärme

Eine einfache, aber wichtige Information. Wer mit Gas heizte, zahlte für das Jahr 2013 gut 13 Prozent mehr als im Vorjahr. Bei Ölheizungen fiel die Rechnung sogar um 16 Prozent höher aus.

Ölpreis kann sich verdoppeln

Besserung ist nicht in Sicht: Bis zum Jahr 2020 könnte sich der Ölpreis, trotz aktueller Entspannung, verdoppeln, warnen Marktbeobachter. Auch Strom wird teurer: Die Haushaltsstrompreise stiegen 2013 im Schnitt um rund 3,6 Prozent, dieses Jahr werden sie wohl noch einmal um 5,3 Prozent steigen. Auf wirklich sinkende Preise in den kommenden Jahren hofft kaum jemand: Wärme und Strom, soviel steht fest, machen einen immer größeren Teil des Haushaltsbudgets aus.

Es muss also dringend etwas passieren, wenn Wärme- und Stromversorgung fürs Eigenheim oder für das vermietete Mehrfamilienhaus auch in Zukunft noch bezahlbar bleiben sollen.

Gerade jetzt, wenn das Sonnenlicht immer knapper bemessen ist, träumen daher viele Hausbesitzer von der Eigenversorgung mit günstiger Sonnenenergie. Das eigene Dach, so die Idee, liefert Strom und Wärme quasi frei Haus. Und wer weiß: Vielleicht lässt sich sogar noch der ein oder andere Euro verdienen, indem man überschüssigen Strom ins Netz einspeist.

Die Investition in Solartechnologie will gut überlegt sein. Denn klar ist: Der Haushalt braucht beides, Strom und Wärme. Für beides lässt sich Sonnenenergie nutzen, doch dazu sind zwei unterschiedliche Anlagentypen erforderlich.

Für die Stromerzeugung müssen Photovoltaik-Module aufs Dach, die Sonnenenergie direkt in Strom umwandeln. Für Warmwasser zum Duschen, Waschen und Heizen hingegen werden solarthermische Kollektoren benötigt, die Sonnenstrahlen in Wärme umwandeln und in einen sogenannten Pufferspeicher laden, der sie speichert – und bei Bedarf abgibt.

„Grundsätzlich ist es in vielen Fällen möglich, beide Anlagen parallel auf dem Dach zu betreiben“, sagt Gerhard Stryi-Hipp, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. „Allerdings haben Hausbesitzer in der Regel nur ein begrenztes Budget zur Verfügung. Und müssen deshalb genau nachrechnen, welche Technik sich für sie am meisten lohnt.“

Am leichtesten dürfte die Entscheidung zwischen Solarwärme und Solarstrom denjenigen fallen, die mit einer eigenen Solaranlage vor allem Geld verdienen und so die von hohen Energiekosten gebeutelte Haushaltskasse aufbessern wollen.

„Als Renditeobjekt ist nur die Photovoltaik-Anlage geeignet“, sagt Stryi-Hipp. Denn der Solarstrom lässt sich ins Netz einspeisen und liefert über die garantierte Einspeisevergütung feste Einnahmen. Die Wärme aus Solarthermieanlagen auf Wohnhäusern hingegen lässt sich nicht verkaufen – sie dient allein der Eigenversorgung.

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Für die sinnvolle, weil effiziente, Nutzung der Solarthermie ist ein hochwertiger Schichtspeicher von überragender Bedeutung. (Foto: Ratiotherm)

Mehr Einsparpotenzial bei Wärmeerzeugung

Interessant ist die Frage Thermie oder Photovoltaik für Hausbesitzer, die mit der Technik ihre Energiekosten senken wollen. „Ein direkter Wirtschaftlichkeitsvergleich Photovoltaik versus Solarthermie kann immer nur im Einzelfall entschieden werden“, sagt David Wedepohl vom Bundesverband Solarwirtschaft. Denn jedes Dach ist anders – die Nord-/Süd-Ausrichtung kann ebenso wichtig sein wie die durchschnittliche Sonneneinstrahlung, Verschattung durch Bäume oder Nachbargebäude, der tatsächliche Bedarf des Haushalts und viele Faktoren mehr. Einige Faustregeln lassen sich jedoch als Entscheidungshilfe sammeln.

Für die Thermie genügen 9-12 qm – PV braucht mehr Platz

Grundsätzlich kann man sagen: Photovoltaik-Anlagen brauchen sehr viel mehr Platz auf dem Dach als Solarthermieanlagen. Wo die Solarstromanlage 30 bis 40 Quadratmeter Fläche für die Versorgung einer Familie benötigt, kommt die Thermieanlage mit neun bis zwölf Quadratmetern aus.

Insgesamt liegen die Kosten für eine reine Photovoltaik-Anlage auf dem Einfamilienhaus inklusive Dokumentations-, Planungs- und Montagekosten bei rund 10.000 Euro. Photovoltaik erwirtschaftet auf großen Dachflächen mit klarer Südausrichtung einen optimalen Ertrag – dank der Einspeisevergütung amortisieren sich die Anlagen nach zehn bis 15 Jahren.

Auch für den Eigenverbrauch rechnet sich Solarstrom auf geeigneten Flächen, sagt Solarenergieforscher Stryi-Hipp: „Solarstrom ist inzwischen so günstig, dass sich die Investition in der Regel rechnet, auch wenn man Folgekosten wie Wartung und Versicherung in die Kalkulation einbezieht.“ Strom aus dem öffentlichen Netz kostet bis zu 25 Cent je Kilowattstunde, für eingespeisten Strom bekommen Betreiber neu installierter Solaranlagen inzwischen nur noch rund 17 Cent – da erscheint der Eigenverbrauch zunehmend lohnender.

Wärmeerzeugung verschlingt 70% der Energie

Die Frage, ob sich die Investition rechnet, ist bei der Solarthermie komplizierter zu beantworten. Zunächst einmal gilt: Das Einsparpotenzial bei der Wärmeversorgung ist hoch. Denn Wärme ist mit 70 Prozent für den bei weitem größten Anteil am Energieverbrauch privater Haushalte verantwortlich. Und sehr viele Hausbesitzer werden um eine Investition in neue Heizanlagen in den kommenden Jahren ohnehin nicht herumkommen, warnt Andreas Lücke, Hauptgeschäftsführer Bundesverband Haus-, Energie- und Umwelttechnik (BDH). „80 Prozent der Heizkessel in deutschen Kellern sind hoffnungslos veraltet“, sagt Lücke.

Hausbesitzer hätten das Thema Heizen vernachlässigt. „In den vergangenen Jahren haben alle immer nur über Strompreise und effizientere Stromversorgung gesprochen, dabei ist das Thema heizen völlig in den Hintergrund getreten.“ Die alten Öl- und Gaskessel in den Kellern seien ineffizient und daher unnötig teuer.

Wer hier investiert, könnte statt nur in einen neuen Gas- oder Ölkessel gleich in eine Kombination mit einer solarthermischen Anlage investieren. Die Anschaffung einer rein solarthermischen Anlage, die genug Energie für Warmwasser und Heizung liefert, kostet derzeit rund 8000 Euro. Der Staat unterstützt den Wärmewechsel mit einem Investitionskostenzuschuss von rund 2000 Euro (mehr zum Thema Förderung durch die KfW finden Sie hier >>).

Trotz staatlicher Anschubfinanzierung scheuen viele Hausbesitzer die Umstellung ihrer Wärmeversorgung. Denn eine neue Heizanlage im Haus zu installieren ist ein Mammutprojekt: Während die Photovoltaik-Anlage inzwischen meist als Fertigmodul schnell auf dem Dach und die nötigen Kabel ohne großen Aufwand verlegt sind, geht es bei der Thermieanlage ans Eingemachte. Da werden neue Rohre verlegt, im Keller neue Kessel und Pumpspeicher installiert.

Nachteil: Solarthermie rechnet sich erst nach vielen Jahren

Außer dem einmaligen Zuschuss bei der Anschaffung und günstigen Krediten gibt es während der Betriebszeit keine weiteren Fördermittel für die Thermieanlage. Dafür sind die Anlagen aber sehr pflegeleicht: „Wartungs- und Betriebskosten sind für diese Anlagen sehr gering, die Anlagen arbeiten in der Regel 20 Jahre lang ohne große Folgekosten“, sagt Solarenergie-Forscher Stryi-Hipp.

Für die wirtschaftliche Kalkulation muss der Hausbesitzer also schlicht die Anschaffungskosten der Thermieanlage durch 20 Jahre Betriebsdauer teilen – und das Ergebnis seiner jährlichen Ersparnis bei den Öl- oder Gaskosten gegenüberstellen. Die liegt bei mindestens 30 Prozent – denn so hoch ist der Anteil des Wärmebedarfs, den die Thermieanlage abdeckt. „Solarthermie deckt nie den gesamten Wärmebedarf. Die Thermieanlagen werden immer kombiniert mit anderen Energiequellen, meist sind das moderne Öl- und Gasheizungen“, sagt Stryi-Hipp.

Mit dem Effizienzgewinn der moderneren Anlage kann die Ersparnis auf rund 40 Prozent steigen. „Das Problem ist: Die Leute denken selten in so langen Zeiträumen wie 20 Jahren“, sagt der Solarforscher. Der Kunde frage den Energieberater oder Handwerker: Wieviel spare ich im ersten Jahr, wie viel spare ich in den ersten fünf Jahren? „Und dann muss der sagen: Wenig bis gar nichts. Denn trotz staatlicher Förderung gilt: Bei heutigen Energiepreisen rechnet sich die Investition nicht“, konstatiert Stryi-Hipp. „Wenn allerdings die Energiepreise steigen, wovon auszugehen ist, rechnet sich die Investition während der Nutzungsdauer der Anlage. Je nach Preisentwicklung sogar schon recht früh.“

Wohl auch wegen solcher Unsicherheiten sei die Photovoltaik in den vergangenen Jahren deutlich beliebter geworden, die Solarthermie hingegen in den Hintergrund gerückt. „Bei der Photovoltaik habe ich sicher kalkulierbare Einnahmen durch die fixe Einspeisevergütung, kann meine Investition genau durchkalkulieren. Bei einer Investition in Thermie muss ich im Prinzip auf die Preisentwicklung bei Öl und Gas spekulieren.“

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Eine schwierige Entscheidung. Wie soll man die Fläche seines Hauses für die Energieerzeugung nutzen? Eine sinnvolle Kombination von PV und Solarthermie, wie in diesem Beispiel, erscheint sinnvoll.

Kombianlage kostet mehr als 30.000 Euro

Solarthermie-Freunde können sich allerdings auf bessere Zeiten freuen: „Wir gehen davon aus, dass die Anlagen in den kommenden zehn Jahren um etwa die Hälfte im Preis sinken werden“, sagt Stryi-Hipp. Auch der Wirkungsgrad werde sich verbessern: „Statt nur 30 Prozent des Wärmebedarfs wollen wir irgendwann Anlagen bauen, die 100 Prozent des Wärmebedarfs abdecken.“

Technisch sei das in gut gedämmten Neubauten zwar heute schon möglich, aber noch sehr teuer. „Wirtschaftliche Lösungen für die 100-Prozent-Versorgung sind zurzeit noch Zukunftsmusik.“ Dasselbe gilt für Kombianlagen, die Photovoltaik-Zellen und Thermiekollektoren kombinieren – auch diese sind bisher noch sehr teuer.

Und auch Technologien, die den günstigen Solarstrom aus der Photovoltaik-Anlage gleich auch zur Erzeugung von Wärme nutzen wollen, sind keine Lösung: mit der Effizienz solarthermischer Anlagen können solche Zwitter-Lösungen bisher nicht mithalten, zeigt eine aktuelle Studie des Instituts für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart.

Fazit: Wer sich zwischen Solarstrom und Solarwärme nicht entscheiden mag oder kann, der sollte in eine Kombination aus solarthermischer Anlage, Photovoltaikanlage und den nötigen Speichern und Wärmepumpen investieren. Das würde für ein neugebautes Einfamilienhaus rund 34.000 Euro kosten, rechnen die Stuttgarter Forscher vor.

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