Als Synonym dient der Begriff Solaranlage, der für alle Anlagen steht, mit denen die Kraft der Sonne in nutzbare Energie, sogenannte Solarenergie, umgewandelt wird.
Photovoltaik = Strom
Solarthermie = Wärme
Solaranlage = Anlage, die Kraft der Sonne in nutzbare Energie (Solarenergie) umwandelt
Grundsätzliche Entscheidung - Solarthermie oder Photovoltaik?
Ob die Entscheidung auf Photovoltaik oder Solarthermie fällt, hängt vor allem vom Einsatz der gewonnenen Solarenergie ab. Liegt der Planungsschwerpunkt auf der Gewinnung von Wärme, bietet sich die Solarthermie als Solaranlage in zwei verschiedenen Varianten an. Eine davon ist die Solaranlage für die Wasseraufbereitung, um beispielsweise Warmwasser zum Duschen zu erzeugen. Die zweite Variante ist die Solarthermie-Anlage zur Heizungsunterstützung. Sie produziert Warmwasser zum Einspeisen in den Heizkreislauf und Brauchwasser. Bei beiden Systemen erfolgt die Wärmegewinnung durch Solarkollektoren, wobei die produzierte Wärme bei der Solaranlage ausschließlich für den Eigengebrauch bestimmt ist.
Die Photovoltaik-Technologie produziert mittels Photovoltaikmodulen elektrische Energie. Dieser Solarstrom wird sowohl selbst verbraucht, wie auch gegen eine PV Einspeisevergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Photovoltaik-Anlagen eignen sich, abhängig von der Anlagengröße, für verschiedene Einsatzbereiche. Sie decken die Stromversorgung innovativer Heizsysteme wie Wärmepumpen-Heizanlagen (Power to heat) oder ganzer Haushalte ab.
Auf welche Solaranlage die Entscheidung fällt, hängt von weiteren Kriterien ab. So ist der Flächenanspruch von Solarthermie-Anlagen geringer als der von Photovoltaik-Anlagen.
Flächenanspruch von Solarthermie-Anlagen ist geringer als der von Photovoltaik-Anlagen
Andererseits eignet sich Photovoltaik bei der Installation von Zusatzsystemen sowohl zur Bereitstellung von Strom und Wärme. Da diese Fragestellung äußerst individuell ist, kann sie nur ein Fachmann vor Ort beantworten. Dieser ist zusätzlich in der Lage, die Zeit der Amortisation sowie die Rentabilität einer geplanten Anlage zu definieren. Informieren Sie sich auch über die Voraussetzungen und Installationsmöglichkeiten einer Photovoltaikanlage.
Solarstrom aus der Photovoltaik-Anlage
Steigendes Umweltbewusstsein und der Trend in Richtung Unabhängigkeit von externen Energieversorgern wirken sich positiv auf die Nachfrage nach Photovoltaik-Anlagen aus. So präsentieren sich immer mehr Dächer mit Photovoltaik-Modulen.
Aber ist Photovoltaik wirklich so effizient wie beschrieben? Die Antwort darauf ist ein eindeutiges Ja.
Denn die aus der Sonne gewonnene elektrische Energie erhält zu Recht eine immer größere Bedeutung. Vor allem im Hinblick darauf, dass seit neuester Zeit innovative Solarspeichersysteme zur Verfügung stehen. Diese speichern den nicht verbrauchten Strom und stellen die nötige Energie bei Bedarf zur Verfügung. Die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz der nicht verbrauchten Energie ist dadurch nicht mehr zwingend erforderlich.
Solarspeicher für kleine bis mittelgroße Photovoltaik-Anlagen
Die Effizienz und Rentabilität einer PV-Anlage für Haushalte, in denen tagsüber kaum Energie verbraucht wird, steigt mit der Einführung von Solarspeichersystemen zusätzlich. Denn in dieser Zeit produziert die Solaranlage den Großteil an elektrischer Energie. Wurde der bisher nicht verbrauchte Strom ausschließlich ins öffentliche Stromnetz eingespeist, wird er nun in speziellen Solarbatterien gespeichert und ist bei Bedarf verfügbar. Davon profitieren Betreiber von Photovoltaik-Anlagen. Denn die Schere zwischen sinkenden PV Einspeisevergütungen und kontinuierlich steigenden Strompreisen vergrößert sich zusehends.
Schere zwischen sinkenden Einspeisevergütungen und steigenden Strompreisen vergrößert sich
Daher tritt der Eigenverbrauch des mit der Solaranlage produzierten Solarstroms immer mehr in den Vordergrund.
Einen besonderen Anreiz für die Speicherinstallation setzt die KfW-Bank. Sie fördert Batteriespeichersysteme bei der Neuinstallation einer PV-Anlage sowie deren Nachrüstung mit einem Energiespeicher. Im Rahmen des Förderprogramms "Erneuerbare Energien - Speicher" erhalten Anlagenbetreiber zum aktuellen Zeitpunkt (Stand Juli 2017) eine zweiteilige Förderung. Diese setzt sich aus einem zinsgünstigen KfW-Kredit sowie einem Tilgungszuschuss des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) zusammen.
Um ein Maximum an Sonneneinstrahlung zu erzielen, ist eine spezielle nach Süden ausgerichtete Unterkonstruktion erforderlich. Dabei spielt der Neigungswinkel ebenfalls eine wichtige Rolle, der mit 30 Grad Neigung den höchstmöglichen Ertrag gewährleistet. Ein Neigungswinkel von 55 Grad sichert einen gleichbleibenden Energieertrag. Sensorische und astronomische Nachführungen dienen der zusätzlichen Ertragsoptimierung.
Da eine PV-Anlage Gleichstrom produziert, ist zwischen Lieferant und Abnehmer ein Wechselrichter erforderlich. Dieser wandelt die elektrische Energie in Wechselstrom um.
Kriterien für eine PV-Anlage an den Standort
Nur wenn ein Standort alle erforderlichen Kriterien erfüllt, kann der Anlagenbetreiber einen optimalen Ertrag an Solarstrom erwarten. In der Regel erfolgt bereits nach durchschnittlich 12 Jahren, oft auch früher, die Amortisation der PV-Anlage.
In der Regel erfolgt bereits nach etwa 12 Jahren die Amortisation der PV-Anlage
Bei einer Lebensdauer von ungefähr 25 Jahren ist dies ein hervorragendes Ergebnis.
- Sonnenscheindauer und damit verbunden Standort des Hauses
- Je südlicher die Dachausrichtung, umso effektiver
- Neigungswinkel des Dachs liegt zwischen 30 und 45 Grad
- Für Module verfügbare Fläche
- Verschattung durch Gebäude, hohe Bäume reduzieren den Ertrag
Solarthermie für die Wärmeproduktion
Eine Solaranlage wie die Solarthermie-Anlage ist ausschließlich darauf ausgerichtet, aus der verfügbaren Sonnenenergie Wärme zu produzieren. Dieses verhältnismäßig einfache Prinzip machten sich bereits die Griechen und Römer zunutze und erwärmten mit der Kraft der Sonne Wasser. Heute weisen diese umweltschonenden Anlagen einen sehr breiten Einsatzbereich auf. Sie eignen sich für die Versorgung mit Warmwasser oder zur Unterstützung von Heizsystemen in Ein- und Mehrfamilienhäusern.
Solarthermie zur Warmwasserbereitung
Wird die Solaranlage ausschließlich zur Warmwasserbereitung genutzt, reicht eine verhältnismäßig kleine verfügbare Dachfläche dafür aus. Vor allem im Sommer ist sie in der Lage, den kompletten Warmwasserbedarf zu decken, während im Winter die Unterstützung eines Heizsystems erforderlich ist. Daher ist die Solarthermie zur Warmwasseraufbereitung immer eine Kombination aus zwei Systemen - bestehend aus der Solarthermie-Anlage als Unterstützung und das Heizsystem als Hauptkomponente.
Ein wichtiges Element ist der gemeinsame Warmwasserspeicher. Von hier aus wird das durch die Solarthermie oder die Heizanlage erwärmte Wasser entnommen. Innovative Steuergeräte überwachen die Speichertemperatur und schalten die Heizanlage erst dann zu, wenn die Wassertemperatur auf einen vorher definierten Temperaturbereich abfällt.
Bereits eine Kollektorfläche von vier bis sechs Quadratmetern reicht aus, um im Sommer ein Einfamilienhaus ohne Zuschalten der Heizung mit Warmwasser zu versorgen
Obwohl die im Winter dafür verfügbare Sonnenenergie nicht ausreicht, reduzieren sich die Verbrauchskosten signifikant.
Auf das ganze Jahr berechnet deckt eine Solarthermie-Anlage zur Warmwasserbereitung ungefähr 60 Prozent des Gesamtbedarfs
Unter dem Aspekt der Rentabilität und der Amortisation einer Solaranlage sollte unbedingt darauf verzichtet werden, die Solarthermie-Anlage zu groß zu dimensionieren. Informieren Sie sich auch über die Voraussetzungen für eine Solarthermie Installation.
Solarthermie zur Heizungsunterstützung
Dient die Solarthermie-Anlage zusätzlich als Heizunterstützung, ist eine wesentlich größere Kollektorfläche erforderlich.
In der Regel benötigt ein Einfamilienhaus eine Fläche von acht bis 16 Quadratmetern aus Solarthermie-Kollektoren. Bei einem gut wärmegedämmten Haus liefert die Solarthermie dann ungefähr 30 Prozent der erforderlichen Heizwärme.
Auch hier sorgt eine intelligente Steuer- und Regeltechnik dafür, dass im ersten Schritt die über die Solarthermie produzierte Wärme verbraucht wird, bevor die Heizanlage in Betrieb geht.
Besonderes Augenmerk verdient der Pufferspeicher beim Einsatz der Solarthermie als Heizungsunterstützung, da dieser eine bestimmte Größe voraussetzt. Im Idealfall handelt es sich um ein Tank-in-Tank-System. Bei diesen Kombispeichern befindet sich innerhalb eines großen Pufferspeichers für das Heizwasser ein kleiner Speicher für das Brauchwasser zum Duschen und allgemeinen Verbrauch.
Besonders effizient ist die Kombination einer Solaranlage für Solarthermie mit innovativen Heizsystemen wie Wärmepumpe oder Pelletheizung. Noch effizienter sind Solaraktivhäuser. Hier deckt die Solaranlage, bestehend aus Solarthermie und Photovoltaik den gesamten Wärmebedarf ab.
Funktion der Solarthermie-Anlage
Eine Solaranlage für Solarthermie setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:
- Solarkollektoren
- Solarregler
- Pufferspeicher mit Wärmetauscher
Die auf dem Dach installierten mit Solarflüssigkeit gefüllten Solarmodule sind mit einem speziellen Absorber ausgestattet. Dieser sammelt die Strahlungswärme der Sonne und gibt sie an die Solarflüssigkeit, ein Gemisch aus Glykol und Wasser, weiter. Zwischen Solarmodulen und Pufferspeicher besteht ein geschlossener Kreislauf, in dem sich die Solarflüssigkeit kontinuierlich bewegt und die mitgeführte Wärme an den in den Speicher integrierten Wärmetauscher abgibt.
Solaranlagen für Solarthermie sind kaum störanfällig und erfordern nur geringe Wartung
Unabhängig davon, ob diese Solaranlagen zur reinen Warmwasserbereitung oder als Heizungsunterstützung zum Einsatz kommen.
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