Die Sonne liefert innerhalb nur einer Stunde mehr Energie auf die Erde, als die gesamte Menschheit in einem Jahr verbraucht.

Solaranlagen, Fotovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen haben eines gemeinsam: Sie arbeiten mit Sonnenenergie. Und doch bedeuten Solar und Fotovoltaik nicht dasselbe. Der Unterschied liegt im Detail. „Solar“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet zunächst nichts weiter als „die Sonne betreffend“. Wenn eine technische Anlage Solarenergie – also die Energie der Sonnenstrahlen – aufnimmt und umwandelt, wird von einer Solaranlage gesprochen. Es handelt sich also gewissermaßen um einen Oberbegriff, der sich je nach Funk-tionsweise und Nutzen weiter ausdifferenzieren lässt. Das bedeutet: Solaranlagen nutzen Sonnenenergie – und wandeln diese entweder in Strom oder Wärmeenergie um.

Wärme oder Strom

Stromerzeugende Solaranlagen werden demnach als Fotovoltaikanlage (PV-Anlage) bezeichnet. Denn Fotovoltaik bezeichnet die Umwandlung von Lichtenergie – Sonnenstrahlen – in elektrische Energie. Dies geschieht mittels Solarzellen. Produziert eine Solaranlage hingegen Wärmeenergie statt Strom, handelt es sich um eine Solarthermieanlage. Solche Anlagen wandeln Sonnenenergie mithilfe von Kollektoren in thermische Energie – also in Wärme – um. Die so nutzbar gemachte Energie lässt sich dann zum Heizen oder Erwärmen von Wasser nutzen.

Stärken einschätzen

Eine Entscheidung zwischen Fotovoltaik und Solarthermie ist nicht einfach, da beide Technologien ihre Stärken haben. Die stromproduzierende Fotovoltaikanlage und die wärmeerzeugende Solarthermieanlage teilen sich eine Reihe von Vorteilen. Dazu gehört etwa die Nachhaltigkeit: Solaranlagen arbeiten mit einer natürlichen Ressource – dem Sonnenlicht. Die produzierte Energie ist zu 100 Prozent erneuerbar. Wer Solarenergie nutzt, kann damit einen gewissen Teil des eigenen Strom- oder Wärmebedarfs decken. Das reduziert die Abhängigkeit vom Energiemarkt und von fossilen Brennstoffen. Eine Solaranlage ist keine kleine Investition, langfristig wird jedoch eine spürbare Energiekostensenkung erreicht. Bei den steigenden Preisen für Strom und Wärme zahlt sich das in der Perspektive aus.

Interessante Kombination

Besonders interessant wird Solarenergie aber auch, wenn sie mit moderner Haustechnik kombiniert wird. Beispielsweise kann eine Fotovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe kombiniert werden. In dem Fall treibt der selbst erzeugte Strom die Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser an. Solarthermie mit einem Heizkessel zu kombinieren bedeutet, dass Solarwärme im Sommer den Warmwasserbedarf abdeckt und der Kessel im Winter einspringt.

In einem Modul konzentriert

Sowohl Fotovoltaik- als auch Solarthermieanlagen arbeiten mit Modulen, die in der Regel auf dem Dach eines Hauses montiert werden. Es ist jedoch auch möglich, Fotovoltaik und Solarthermie in einem ein-zigen Modul zu kombinieren. Das wird als Fotovoltaisch-Thermischer (PVT)-Kollektor oder Hybridmodul bezeichnet. Diese Module bestehen aus übereinanderliegenden Schichten: Oben befinden sich die Solarzellen zur Stromerzeugung, darunter sind die thermischen Kollektoren platziert, die die Wärme der Solarzellen nutzen. Durch diesen Effekt kann etwa der Stromertrag nach Experteneinschätzungen um bis zu 25 Prozent gesteigert werden, während gleichzeitig auch die notwendige Wärme für Warmwasser oder Heizung gewonnen wird.

Verschiedene Frequenzen

PVT-Module machen sich die unterschiedlichen Frequenzen der Sonnenstrahlen zunutze. Der für den Menschen sichtbare Anteil des elektromagnetischen Spektrums ist das Licht- oder Farbspektrum: Von Violett über Blau, Grün, Gelb, Orange bis Dunkelrot hat es eine Wellenlänge von 400 bis 680 Nanometer (nm). Unterhalb und oberhalb dieser Skala ist die Strahlung für Menschen unsichtbar. Sehr kurzwellige Strahlung beginnt bei „Ultraviolett“ (UV), äußerst langwellige bei „Infrarot“ (IR). Die Fotovoltaik nutzt das sichtbare Licht, die Solarthermie die unsichtbare Infrarotstrahlung.

„Sonnenernte“ vorbereiten

Damit sich die Investition lohnt, sollte jedoch einiges sorgfältig geprüft werden.

Die Entscheidung für eine Solaranlage – ob zur Stromerzeugung durch Fotovoltaik (PV) oder zur Wärme-erzeugung durch Solarthermie – ist ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltige Energieversorgung. Wichtig ist in jedem Fall eine gründliche Planung, die Berücksichtigung der Standortbedingungen, die technische Machbarkeit sowie eine realistische Wirtschaftlichkeitsberechnung. In jedem Fall sollte man sich gründlich informieren und Expertenrat einholen.

Entscheidend für die Leistungsfähigkeit einer Anlage ist etwa der Standort. PV-Module arbeiten am effizientesten, wenn sie sich nach Süden oder Südwesten zeigen. Eine Ost- oder Westausrichtung ist ebenfalls möglich, führt aber zu etwas geringeren Erträgen. Zu beachten ist weiter die Dachneigung, optimal ist eine Neigung von etwa 30 bis 40 Grad. Flachdächer sind mit speziellen Montagesystemen ebenfalls nutzbar. Schatten von Bäumen, Nachbarhäusern oder Schornsteinen können den Ertrag deutlich mindern. Und der Platzbedarf: Je nach gewünschter Strom- oder Wärmeleistung wird eine entsprechend große Dach- oder Freifläche benötigt.