Thermische Solaranlage oder Photovoltaik in Verbindung mit Wärmepumpe

Immer wieder taucht die Frage auf, ob eine Photovoltaikanlage oder thermische Solaranlage in Verbindung mit einer Wärmepumpe sinnvoll ist. Dieser Artikel soll einige Aspekte beleuchten.

Photovoltaik weist den besseren Wirkungsgrad aus
Eine Solarthermische Anlage erreicht Wirkungsgrade von 30 % (Heizungsunterstützung) bis ca. 60% (Wassererwärmung). Insbesondere bei Anlagen zur reinen Heizungsunterstützung liegt der Jahresnutzungsgrad tief, da im Sommer wenn die Sonne am stärksten und längsten scheint, die Wärme nicht benötigt wird.

Die Photovoltaik hat diesen Nachteil nicht. Die generierte elektrische Energie kann ins Netz eingespeist werden. Überschüsse gibt es dadurch keine. Der Wirkungsgrad bei der Photovoltaik ist jedoch tiefer. Je nach Modultechnologie werden 10% – 20% der Sonnenenergie in elektrische umgewandelt. Die Solarthermie scheint damit auf den ersten Blick der Gewinner in der Kategorie Wirkungsgrad zu sein. Doch zusammen mit der Wärmepumpe sieht dies anders aus. Die WP produziert mit einer JAZ von z.B. 4 aus der mit der PV Anlage geernteten Energie 4 mal mehr Wärme. D.h. der thermische Wirkungsgrad PV+WP liegt bei 40-80% und damit höher als die Solarthermie.

Zudem sinkt bei Solarthermie der Nutzungsgrad, je mehr Fläche installiert wird, da die nicht nutzbaren Überschüsse steigen. Bei der PV werden die Überschüsse ins Netz eingespeist und können dadurch komplett genutzt werden. Deren Nutzungsgrad sinkt also nicht.

Fazit: Auf der selben Fläche lässt sich mit PV mehr Energie gewinnen als mit Solarthermie.

Kosten
Eine Solarthermieanlage mit 6 m2 wird mit 10’000 – 15’000 Fr. inkl. Montage veranschlagt [1] Eine solche Anlage produziert 2’700 kWh Wärme pro Jahr. Auf der selben Fläche kann eine PV Anlage mit ca.1 kWp installiert werden. Diese produziert rund 1000 kWh el. Energie pro Jahr. Mit der WP mit JAZ 4 werden daraus 4000 kWh Wärme. Die Preise für 1 kWp lagen 2011 im Schnitt bei 5’000 Fr. [2] bei rasch weiter sinkenden Preisen.

Bei JAZ 4 spart die Solarthermieanlage 2’700/4 = 675 kWh el. Energie. Dem gegenüber steht die rund 4 mal höhere Produktion von 2000-3000 kWh el. Energie der PV Anlage von 2-3 kWp bei gleichen Investitionskosten. Selbst wenn der überschüssige PV Strom nur mit 0.10 Fr. vergütet wird bleibt unter dem Strich bei einer PV Anlage mehr Geld übrig.

Solarthermische Analgen können oft von Förderbeiträgen profitieren. Diese sind je nach Kanton und Gemeinde unterschiedlich und liegen für eine 6 m2 Anlage mehrheitlich zwischen 1’500 und 4’000 Fr. Damit liegen die Preise aber immer noch höher als bei einer PV Anlage. Zudem kann bei der PV oft von der Einspeisevergütung profitiert werden (KEV/Energieversorger/Solarbörse) und man erhält für den eingespeisten Strom mehr Geld als was der WP Strom kostet.

Der Vergleich hängt natürlich stark von den einzelnen Komponenten ab (der Qualität der Module, der JAZ der WP etc.). Trotzdem zeigt der Vergleich, dass in den meisten Fällen eine Photovoltaik Anlage eine Wärmepumpe besser ergänzt als eine Solarthermische Anlage.