Solarthermie oder Photovoltaik – lohnt sich Solarenergie?

Im Mai 2019 verpflichtete sich die EU im Rahmen des Klima- und Energiepaketes unter anderem dazu, dass schon 2020 ein Fünftel vom gesamten Endenergieverbrauch aus erneuerbaren Energien kommt. Immobilienbesitzer können sich die Sonnenenergie recht einfach zur Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien zu Nutze machen. Dies bringt nicht nur ein gutes Gewissen mit sich, sondern rechnet sich auch noch wirtschaftlich.

Die Sonne liefert uns in Bayern eine Globalstrahlung von maximal etwa 1,16 kW pro m² (München). Um diese Energie zu nutzen, gibt es zwei unterschiedliche Verfahren – Solarthermie und Photovoltaik.

1. Solarthermie – für Warmwasser und Heizung

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Beim Verfahren der Solarthermie wandelt sich in den Sonnenkollektoren die Strahlungsenergie in Wärme um. Diese Wärme erhitzt die Solarflüssigkeit, welche, gesteuert durch den Solarregler, in den Wärmetauscher gepumpt wird und dort die Wärme an den Speicher abgibt. Diese Wärme erzeugt Warmwasser und unterstützt bei Bedarf die Heizung. 

Der Wirkungsgrad solarthermischer Anlagen liegt bei etwa 50%. Bei Sonnenschein und klarem Himmel liefert eine Anlage mit 10m² Kollektorfläche folglich etwa 5kWh Wärme pro Stunde in den Speicher. Hat der Speicher ein Volumen von 500 l, so erwärmen die 5kW das Wasser darin um 10°K pro Stunde. Die Heizung sorgt dafür, dass das Brauchwasser nie unter 45°C sinkt. Bereits nach fünf Sonnenstunden ist der Speicher auf 95°C aufgewärmt und nimmt keine weitere Energie mehr auf. Ungekühlt erwärmt sich die Solarflüssigkeit oft über 200°C, wodurch die Flüssigkeit verdampfen kann und sich ein hoher Druck erzeugt. Die Solarflüssigkeit kann sich ungekühlt – und im schlimmsten Fall damit auch die Rohrleitungen – zersetzen.

Fazit Thermische Solaranlagen

Thermische Solaranlagen erweisen sich als besonders wirtschaftlich, wenn der Nutzer auch im Sommer viel Wärme benötigt (z.B. Schwimmbadheizung). In den Übergangszeiten im Herbst und im Frühjahr dienen sie zur Unterstützung der Heizung. Im Winter bringen sie zu wenig. Zu viel Energie im Sommer schadet der thermischen Solaranlage. Sie ist wartungsintensiv und bedarf der regelmäßigen Überprüfung durch einen Fachmann, z.B. durch einen Solarwärme-Check des VerbraucherService Bayern https://www.verbraucherservice-bayern.de/themen/energie/energieberatung.

2. Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) – Strom selbst verbrauchen oder einspeisen

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Photovoltaik-Anlagen erzeugen durch die Globalstrahlung Gleichstrom in den Modulen, welcher entweder in Akkus gespeichert oder durch einen Wechselrichter an den im Haushalt verwendeten Wechselstrom angepasst wird. Diesen Strom verbrauchen die Nutzer direkt im Haushalt, mögliche Überschüsse gehen zu einer festgesetzten Einspeisevergütung in das Stromnetz zurück. Zuviel Energie gibt es damit bei dieser Anlagenform nicht. Besonders wirtschaftlich ist es, wenn die Nutzer den eigenen PV-Strom direkt im Haushalt verbrauchen und nicht teuer aus dem Netz zukaufen.

Rechnet sich eine PV-Anlage?

Am häufigsten werden PV-Anlagen auf Einfamilienhäusern installiert.  Als Rechenbeispiel verwenden wir ein Einfamilienhaus, dessen eine Dachhälfte nach Süden zeigt und eine Fläche von 70 m² hat mit einer Dachneigung von 30°. Das Haus steht in München. Der Jahresstromverbrauch der Familie liegt bei 3500kWh. Am häufigsten werden PV-Anlagen mit einer maximalen Spitzenleistung von knapp 10 kWp auf Einfamilienhäusern installiert. Unsere Beispiel-Anlage soll 9,9 kWp haben. Zurzeit kosten derartige Anlagen durchschnittlich 12.000.-€ netto.  

Gibt man diese Eckdaten in das realitätsnahe Simulationsprogramm der Energieagentur NRW ein, so amortisiert sich die Anlage bereits nach etwa acht Jahren. Dabei wurden nur 13% des erzeugten PV-Stroms sofort im Haus verbraucht,  87% vom erzeugten PV-Strom wurden ins Netz eingespeist. Diese 13% sind jedoch 37% des Jahresstrombedarfs der Familie. Wenn die Dachfläche nicht optimal nach Süden zeigt, sondern um z.B. 40° nach Osten oder Westen verdreht ist, benötigt der Nutzer knapp ein Jahr länger, bis sich die Anlage amortisiert hat. Der Nachteil nach acht Jahren beträgt nur 587.-€. Auch eine andere Dachschräge zwischen 25° und 45° beeinträchtigt das Ergebnis nur geringfügig.

Akku für die PV-Anlage – ja oder nein?

Mit einem Akku – besonders für die Nachtstunden – haben Nutzer die Möglichkeit, mehr eigenen PV-Strom selbst zu nutzen. Diese Geräte sind jedoch noch recht teuer. So kostet ein Speicher, der 4,5 kWh Strom speichert, zurzeit etwa 6000.-€.  Eingerechnet in unser Standard Haus erhöht sich dadurch die Amortisationszeit auf 14 Jahre, obwohl jetzt der Jahresstrombedarf zu 79% aus eigenem PV-Strom verwendet wird.

Durch den Einsatz eines – derzeit noch sehr kostenintensiven – Stromspeichers sinkt die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage erheblich. Der VerbraucherService Bayern empfiehlt daher vorerst noch keinen Stromspeicher einzusetzen. Wenn Sie genauer erfahren wollen, ob sich Ihr Haus für eine PV-Anlage eignet, so berät Sie im Rahmen eines Solar-Eignungs-Checks ein Energieberater des VerbraucherService bei Ihnen zu Hause https://www.verbraucherservice-bayern.de/themen/energie/energieberatung.