Solarthermie oder Photovoltaik: Der Systemvergleich nach DIN V 18599

Auf die Frage, ob Solarthermie oder Photovoltaik (PV) die Dachfläche besser nutzt, gibt es eine klare wirtschaftliche Antwort: Für die allermeisten Ein- und Zweifamilienhäuser ist Photovoltaik heute die überlegene Technologie. Zwar liefert ein Solarthermie-Kollektor mit 350 bis 550 Kilowattstunden (kWh) Wärme pro Quadratmeter rechnerisch mehr direkte Energie als ein PV-Modul mit rund 200 kWh Strom je Quadratmeter. Doch Strom lässt sich verlustarm für Haushalt, E-Mobilität und Netzeinspeisung nutzen – oder über eine Wärmepumpe mit der Jahresarbeitszahl 3,5 in über 700 kWh Heizwärme je Quadratmeter Dachfläche umwandeln.

Hinzu kommt der Umgang mit sommerlichen Überschüssen: Wenn ein Solarthermie-Speicher im Juli voll ist, geht die Anlage in Stagnation; die gewonnene Energie verpufft ungenutzt auf dem Dach. Eine PV-Anlage speist jeden Überschuss automatisch nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gegen eine feste Vergütung ins öffentliche Netz ein. Wie die Dachaufteilung im Detail berechnet wird, beleuchtet der Ratgeber zur Dachfläche für Solarthermie oder Photovoltaik.

Systemvergleich nach Kenndaten und Normwerten

Die energetische Bilanzierung von Gebäuden nach DIN V 18599-5 (Heizsysteme) und DIN V 18599-9 (stromerzeugende Anlagen) verdeutlicht die technischen Unterschiede zwischen beiden Systemen:

Kriterium	Solarthermie (Flachkollektor)	Photovoltaik (Monokristallin)
Flächenwirkungsgrad	60 bis 80 % (optischer Wirkungsgrad)	20 bis 23 % (Modulwirkungsgrad)
Jahresertrag pro m² Dachfläche	350 – 550 kWh Wärme	180 – 220 kWh elektrischer Strom
Ertrag in Wärme mit Wärmepumpe (JAZ 3,5)	350 – 550 kWh Wärme (direkt)	630 – 770 kWh Wärme (indirekt über WP)
Verwendung des Ertrags	Ausschließlich Wärme (Warmwasser / Heizung)	Haushaltsstrom, Wärmepumpe, E-Auto, Netzeinspeisung
Überschuss im Sommer	Stagnation im Kollektor (keine Vergütung)	Feste EEG-Einspeisevergütung (ca. 8 Cent/kWh)
Installationsaufwand	Rohre, Dämmung, Glykol-Kreislauf, Pumpenstation	Solarkabel, Wechselrichter, Zweirichtungszähler
Wartungsaufwand	Regelmäßige Glykol- und Druckprüfung nötig	Kaum bewegliche Teile, praktisch wartungsfrei
Typische Investitionskosten	5.000 – 9.000 € (Warmwasser, 4–6 m²)	11.000 – 16.000 € (10 kWp Komplettanlage, ca. 45 m²)

Wann Solarthermie noch sinnvoll ist

Trotz des Photovoltaik-Booms gibt es spezifische Gebäudekonstellationen, bei denen Solarthermie eine wirtschaftliche Berechtigung behält:

1. Sehr kleine, unverschattete Dachflächen: Stehen auf dem Dach lediglich 4 bis 8 Quadratmeter nach Süden zur Verfügung, erzeugt eine PV-Anlage nur rund 1 bis 1,5 kWp Leistung – zu wenig für einen wirtschaftlichen Wechselrichterbetrieb. Eine kleine Solarthermieanlage kann auf dieser Minifläche dagegen bis zu 60 Prozent des jährlichen Warmwasserbedarfs eines Vierpersonenhaushalts decken. Mehr dazu unter Solarthermie für Trinkwarmwasser.
2. Kombination mit Biomasse- oder Pelletheizungen: Bei Holzpelletkesseln sorgt eine Solarthermieanlage dafür, dass der Kessel im Sommer komplett ausgeschaltet bleiben kann. Das verhindert ineffizienten Taktbetrieb für kleine Warmwassermengen und schont die Mechanik.
3. Hoher konstanter Warmwasserbedarf im Sommer: In Mehrfamilienhäusern, Wohnheimen oder Gebäuden mit Außenpool wird auch bei sommerlicher Maximalstrahlung permanent warmes Wasser abgenommen, sodass kaum ungenutzte Stagnationszeiten auftreten.

Warum Photovoltaik bei Wärmepumpen gewinnt

Wer eine Wärmepumpe betreibt oder den Einbau plant, sollte auf dem Dach vorrangig auf Photovoltaik setzen. Der Grund liegt in der Hebelwirkung der Umweltwärme:

Ein modernes PV-Modul erzeugt aus 1.000 kWh solarer Einstrahlung auf einem Quadratmeter rund 210 kWh Strom. Wird dieser Strom von einer Wärmepumpe mit einer realistischen Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,6 genutzt, entstehen daraus:

$$210\text{ kWh Strom} \times 3{,}6 = 756\text{ kWh Nutzwärme}$$

Damit erzeugt die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe auf derselben Dachfläche rund 40 bis 70 Prozent mehr Wärme als eine klassische Solarthermieanlage – und liefert in den Übergangsmonaten zusätzlich wertvollen Haushaltsstrom.

Anerkennung nach dem Gebäudeenergiegesetz (GEG)

Nach § 71 GEG müssen neu eingebaute Heizungsanlagen mindestens 65 Prozent der Wärme aus erneuerbaren Energien beziehen:

• Solarthermie (§ 71a GEG): Eine Solarthermieanlage kann als Erfüllungsoption für den 65-Prozent-Anteil angerechnet werden, deckt diesen bei einem Standard-Einfamilienhaus jedoch selten alleine ab (meist sind 15 bis 25 Prozent Deckungsanteil realistisch). Sie wird daher meist als Hybridlösung mit Gas-, Biomasse- oder Wärmepumpensystemen kombiniert.
• Photovoltaik (§ 71 Abs. 2 GEG): PV-Strom wird bei strombetriebenen Heizungen (wie Wärmepumpen oder direktelektrischen Systemen) direkt im Rahmen der monatlichen Deckungsbilanz nach DIN V 18599 angerechnet.

Nächste Schritte für Ihre Dachplanung

Prüfen Sie vor der Entscheidung Ihre verfügbare Dachfläche und das vorhandene Heizsystem. Planen Sie mittelfristig den Umstieg auf eine Wärmepumpe oder besitzen ein Elektrofahrzeug, belegen Sie das Dach möglichst vollflächig mit Photovoltaik. Betreiben Sie einen funktionierenden Pellet- oder Holzkessel und verfügen nur über wenige Quadratmeter Süddach, lassen Sie sich ein Festpreisangebot für eine kompakte Solarthermie-Warmwasseranlage erstellen.