Obwohl Photovoltaikanlagen und Solarthermiekollektoren in Deutschland seit einiger Zeit weit verbreitet sind, gibt es immer noch viele potenzielle Investoren, die diese beiden Systeme verwechseln, obwohl sie auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien basieren. Für viele Menschen werden die populären Solarmodule und die Photovoltaik als dasselbe angesehen – in diesem Artikel erklären wir, warum diese Annahme nicht zutrifft.
Photovoltaik und Solarpaneele – Unterschiede und Gemeinsamkeiten
Zunächst einmal schauen wir uns die Gemeinsamkeiten zwischen Photovoltaikmodulen und Solarthermiekollektoren an. Oftmals werden sie verwechselt, da beide Lösungen sowohl auf Gebäudedächern als auch auf Bodenniveau installiert werden und speziell für diesen Zweck entwickelte Konstruktionen verwenden. Eine weitere Ähnlichkeit besteht darin, dass sie beide Solarenergie nutzen.
Was ist der Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarmodulen?
Hier enden jedoch bereits die Gemeinsamkeiten, da die Solarthermie von den beiden Systemen für völlig unterschiedliche Zwecke genutzt wird. Photovoltaikmodule werden zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie installiert, während Solarthermiekollektoren Sonnenstrahlung in Wärme umwandeln. Daher konkurrieren diese Lösungen nicht miteinander, sondern können sich vielmehr ergänzen.
Wie funktionieren solarthermische Kollektoren?
Sie haben bereits ein Verständnis für den Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarmodulen. Jetzt ist es an der Zeit, sich mit dem Aufbau dieser beiden Systeme auseinanderzusetzen. Solarthermische Kollektoren nehmen die Sonnenstrahlung auf, die auf den Absorber trifft, und übertragen die Energie auf ein Medium, normalerweise eine Mischung aus Wasser und Glykol. Dieses Medium liefert dann dem Wärmetauscher Wärme in Form von heißem Wasser. Ähnlich wie Photovoltaikanlagen funktionieren auch die beliebten Solarmodule am effizientesten, wenn sie nach Süden ausgerichtet sind. Im Gegensatz zu PV-Modulen sind solarthermische Kollektoren jedoch stark von den Wetterbedingungen abhängig und funktionieren nur bei Sonnenschein, was an kalten und bewölkten Tagen zu erheblichen Wärmeverlusten führen kann.
Sammlertypen
Derzeit gibt es in Polen zwei grundlegende Arten von Solarthermiekollektoren: Flach- und Vakuumkollektoren. Beide Arten arbeiten aufgrund der klimatischen Bedingungen am effizientesten von April bis Ende Oktober, wenn die Sonneneinstrahlung am intensivsten ist.
Flache solarthermische Kollektoren
Flache Photovoltaikkollektoren ähneln äußerlich PV-Modulen, da der Solarenergieabsorber die Form einer flachen Metallplatte hat. Unterhalb ist es mit einem Rohrsystem verbunden, durch das das Medium zirkuliert, das das gespeicherte Warmwasser im Speicher erhitzt. Eine ausreichende Wärmedämmung aus Mineralwolle bildet die Grundlage für den effizienten Betrieb des gesamten Systems.
Vakuumsolarthermische Kollektoren
Im Fall von Vakuumkollektoren ist der Absorber hingegen nicht als eine einzige Einheit konzipiert, sondern in separate Komponenten aufgeteilt, die in individuellen Vakuumröhren angeordnet sind. Jede Röhre ist mit einem Rohrsystem verbunden, durch das das Wärmeträgermedium fließt und die Wärme von der Sonne auf das im Wärmetauscher gespeicherte Wasser überträgt.
Was bedeutet “Stagnation” in Bezug auf Sammler?
Stagnation oder Stillstand tritt auf, wenn Sonnenkollektoren über einen längeren Zeitraum keine Wärme an das Wasser abgeben. Starke Sonneneinstrahlung kann zu dieser Art von Stillstand oder zu undichten Stellen führen. Bei Photovoltaikmodulen kommt ein solcher Defekt nicht vor, da es sich um völlig unterschiedliche Systeme handelt.
Solarmodule vs. Photovoltaikmodule: Was ist das Funktionsprinzip von PV-Modulen?
Um den Unterschied zwischen Solarmodulen und Photovoltaik zu verstehen, müssen wir auch das Funktionsprinzip einer PV-Anlage kennen. Sonnenkollektoren bestehen aus Silizium und absorbieren Sonnenenergie, die dann in Strom umgewandelt wird. Die gewonnene Energie kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Systemen und Geräten in Haushalten, Büros, Industrie und Landwirtschaft zu versorgen. Im Vergleich dazu haben Solarthermiekollektoren hauptsächlich die Aufgabe, Warmwasser für den Haushalt zu erzeugen.
Ein Wechselrichter ist ein weiterer wesentlicher Bestandteil jeder Anlage, da er die Parameter des erzeugten Stroms von den Modulen anpasst. Er wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann in den Steckdosen von Haushalten verwendet werden kann. Eine wichtige Eigenschaft der Photovoltaikanlage ist, dass sie das ganze Jahr über betrieben werden kann, auch bei geringerer Sonneneinstrahlung. Im Sommer wird überschüssige Energie vom Prosumer an den Energieversorger übertragen, um in den Herbst- und Wintermonaten einen Teil der gespeicherten Reserven zu nutzen, wenn die Photovoltaikanlage weniger produktiv ist. Dies führt zu erheblichen Einsparungen bei den Stromrechnungen.
Arten von Photovoltaikmodulen
Wenn es um die Entscheidung zwischen Solarmodulen und Photovoltaik geht, ist es sinnvoll – ebenso wie bei Solarthermiekollektoren – sich auf die am Markt verfügbaren PV-Modultypen zu konzentrieren. Sie werden in monokristalline und polykristalline Module unterteilt.
Monokristalline Module:
Wie der Name schon sagt, bestehen sie aus monokristallinem Silizium und haben eine Farbpalette von dunkelblau bis schwarz. Sie werden durch das Schneiden von Siliziumkristallen hergestellt und zeichnen sich durch charakteristische abgeschrägte Ecken aus. Diese Module bieten eine gute Beständigkeit gegenüber mechanischen Beschädigungen und extremen Temperaturen sowie einen hohen Wirkungsgrad.
Polykristalline PV-Module:
Dieser Modultyp besteht aus polykristallinem Silizium, das aus zahlreichen Einkristallen besteht. Es zeichnet sich durch eine hellblaue Farbe und auffällige Kristallkanten aus. Die Zellen sind jedoch quadratisch. Polykristalline Photovoltaikmodule gelten als weniger effizient und empfindlicher gegenüber hohen Temperaturen. Sie sind jedoch beliebt, da sie kostengünstiger sind als monokristalline Module.
Was die Struktur der Photovoltaikmodule betrifft, ist die Verwendung von Silizium erwähnenswert. Der Vorläufer der reinen Siliziumsynthese ist Siliziumtetrachlorid, das in der Photovoltaikindustrie verwendet wird. Die PCC-Gruppe bietet eine Produktpalette von Siliziumtetrachlorid und hochreinem Siliziumtetrachlorid an. Insbesondere hochreines Tetrachlorid mit einer garantierten Reinheit von 99,9999 % erfreut sich großer Beliebtheit. Diese hohe Reinheit ermöglicht die Gewinnung von Silizium in noch höherer Qualität.
Der Betrieb einer Photovoltaikanlage ist nur in der Theorie kompliziert. Das Photovoltaikmodul besteht aus einer Photovoltaikzelle, einem Rahmen, Spezialglas und einer Folie. Der Aufbau der Photovoltaikmodule ist also relativ einfach.
Photovoltaikmodule vs. Solarthermiekollektoren – Stärken und Schwächen
Bei einem Vergleich von Technologien wie Solarmodulen und Photovoltaik ist es wichtig, die Vor- und Nachteile beider Lösungen abzuwägen. Solarthermiekollektoren sind beispielsweise nicht so vielseitig wie Photovoltaikanlagen, die nicht nur zur Wassererwärmung, sondern auch zur Versorgung verschiedener Elektrogeräte mit kostenlosem Sonnenstrom genutzt werden können.
Stärken von Photovoltaikanlagen:
- Ganzjähriger Betrieb
- Energieunabhängigkeit ermöglichen
- Keine komplizierte Wartung erforderlich
- Förderfähig
- Umweltfreundliche, erneuerbare Energiequelle
- Potenzial zur Reduzierung der Stromrechnungen
Schwachstellen der Photovoltaik:
- Die Systemleistung hängt von der Sonneneinstrahlung ab
- Hohe Anschaffungskosten der Investition
- Stromerzeugung nur tagsüber
- Notwendigkeit der Festlegung eines eigenen Installationsbereichs
- Rentabilität hängt von gesetzlichen Regelungen ab
Stärken solarthermischer Kollektoren:
- Möglichkeit der Warmwasserbereitung ohne Einschalten der Heizungsanlage
- Unterstützung der Zentralheizung
- Energieeffizienz
- Wartungsfreie und komfortable Bedienung
Schwachstellen solarthermischer Kollektoren:
- Vor allem zur Warmwassererwärmung geeignet
- Wärmeerzeugung nur an sonnigen Tagen
- Hohe Anschaffungskosten der Investition
- Gefahr von Stagnation oder Undichtigkeit der Solarmodule bei unzureichender Wärmenutzung für das Warmwasser.
Solarmodule vs. Photovoltaikmodule – Anschaffungs- und Betriebskosten
Ein weiterer Aspekt, der bei einem Vergleich von Photovoltaikmodulen und Solarthermiekollektoren berücksichtigt werden sollte, sind die Betriebskosten der beiden Systeme. Bei beiden Systemen müssen die Anschaffungskosten beachtet werden, wobei Solarmodule tendenziell geringere Kosten verursachen als Photovoltaik. Die endgültigen Investitionskosten hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art und Anzahl der verwendeten Zellen, der Gesamtkapazität der Photovoltaikanlage oder der Wärmemenge, die der Solarthermiekollektor bereitstellen kann. Es ist auch zu bedenken, dass Flachkollektoren kostengünstiger sind als Vakuumkollektoren und polykristalline Module kostengünstiger als monokristalline Zellen.
Obwohl beide Systeme praktisch wartungsfrei sind, müssen die Betriebskosten die Kosten für die jährliche Inspektion des Systems, Wartung und den Austausch von verbrauchten Zellen oder Batterien beinhalten. Aus wirtschaftlicher Sicht ist die Amortisationszeit entscheidend. Abhängig von der Art der Anlage und ob der Kauf durch externe Fördermittel unterstützt wurde, kann sich eine Investition in Solarmodule und Photovoltaik innerhalb von mehreren oder mehreren Dutzend Jahren amortisieren.
Wer sollte sich für Solarmodule und wer für Photovoltaik entscheiden?
Sie kennen bereits den Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarpanel sowie die Stärken und Schwächen beider Lösungen. Jetzt ist es an der Zeit, darüber nachzudenken, wann es sinnvoll ist, Solarthermiekollektoren zu wählen und wann ein Photovoltaiksystem besser ist. Wenn: Ihre Priorität die Warmwasserproduktion ist, Sie eine Lösung zur Unterstützung des Heizungssystems wünschen, Sie das Solarsystem mit einer Wärmepumpe oder einem Brennwertkessel kombinieren möchten, ist es eine gute Idee, in Photovoltaikpaneele zu investieren. Wenn jedoch Ihre Priorität darin besteht, unabhängig von der Stromnetzversorgung zu sein, Ihren Stromverbrauch zu reduzieren und eine umweltfreundliche erneuerbare Energiequelle zu finden, die für verschiedene Zwecke genutzt werden kann, sollten Sie über eine Investition in ein Photovoltaiksystem für private Haushalte nachdenken.
Fazit: Photovoltaikanlage oder Solaranlage?
Wie Sie bereits feststellen können, hängt die Antwort auf die Frage, was besser ist – Solarmodule oder Photovoltaikmodule – stark von den individuellen Bedürfnissen jedes Investors ab. Ein entscheidender Faktor bei diesem Entscheidungsprozess ist die genaue Festlegung der beabsichtigten Nutzung der Solaranlage sowie eine sorgfältige Kosten-Nutzen-Analyse. Die Installation von Solarthermiekollektoren bietet die Möglichkeit zur Warmwasserbereitung im Sommer ohne den Einsatz von Heizgeräten. Auf der anderen Seite ermöglicht eine Photovoltaikanlage für Privathaushalte die Nutzung von Strom das ganze Jahr über und die Speicherung überschüssig erzeugter Energie im Netz. Unabhängig von Ihrer endgültigen Entscheidung ist es wichtig, diese sorgfältig zu überdenken
