- Photovoltaikanlagen stellen günstigen, sauberen Strom für den Eigenverbrauch her.
- Hier nähere Informationen zu Montage und Betrieb einer PV-Anlage finden.
- Was sind eigentlich die Vorteile und Nachteile einer PV-Anlage?
Kilowatt für Kilowatt: Mit Photovoltaik kann heute jeder Hauseigentümer seinen eigenen Solarstrom bewusst sauber und selbst erzeugen, speichern und verbrauchen.
Überschüssiger Solarstrom lässt sich zudem einfach ins öffentliche Netz einspeisen. Mit einer Photovoltaikanlage erhöhst Du Deine Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen.
Du entziehst Dich zumindest teilweise den üblichen Marktgesetzen und bist nicht mehr 100-prozentiger Stammkunde bei jeder Preiserhöhung von Strom, Gas oder Öl. Doch Du kannst nicht nur Kosten sparen und unabhängiger leben.
Mit der Nutzung einer Photovoltaikanlage leistest Du zugleich noch einen sehr wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Schließlich mindert Dein sinkender Verbrauch an fossilen Brennstoffen zur Stromerzeugung auch Deinen ganz persönlichen CO2-Fußabdruck.
- Funktionsweise einer PV-Anlage
- Der Unterschied zwischen Anlagen für Solarthermie und Photovoltaik
- Achtung: Bitte vor Installation beachten!
- Kosten für die Installation von Photovoltaikanlagen
- Photovoltaik Förderung
- 13 Vorteile und Nachteile von Photovoltaik
- FAQ online: Ratgeber mit Tipps zu Photovoltaik Anlagen
Darüber hinaus gibt es viele weitere Vorteile, die eine PV-Anlage sicherlich auch für Dich als Alternative interessant machen. Hier in diesem Artikel kannst Du Dich ausführlich zum Thema Photovoltaik und Solarstrom informieren!
„Schließlich triffst Du mit einer Photovoltaik-Anlage eine langfristige Entscheidung für 20, 25 oder gar 30 Jahre.”
Wichtiger Hinweis
Vergiss bei Deiner Recherche zur neuen PV-Anlage nicht die Förderung durch den Staat. Auf Basis des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) setzt der Gesetzgeber starke Anreize zum Ausbau der Solartechnik. Das EEG ist quasi einer der Motoren, dank derer sich erneuerbare Energien immer schneller auf breiter Ebene durchsetzen. Es ist eine der Grundlagen für die Energieversorgung der Zukunft.
Funktionsweise einer PV-Anlage
Das Grundprinzip der Funktionen einer Photovoltaikanlage ist relativ einfach: Bei Photovoltaik wird Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umgewandelt. Dafür gibt es in einer Solarzelle für gewöhnlich zwei Silizium-Schichten. Beide sind physikalisch und chemisch unterschiedlich behandelt.
Fällt nun elektromagnetisches Sonnenlicht auf die Silizium-Solarzellen von Photovoltaik-Modulen, dann entfalten die Lichtphotonen in den Schichten ihre gewünschte Wirkung. Sie versetzen die Elektronen solar in Bewegung, so dass sie von einer Siliziumschicht in die andere Siliziumschicht wandern.
„Solar Energie zu erzeugen, ist eine sehr direkte Art der Energieerzeugung.”
Dadurch entsteht solar eine elektrische Spannung im Modul. Die einzelnen Solarzellen eines Solarmoduls wiederum sind untereinander mit elektrischen Leitern verbunden. So summiert sich die elektrische Spannung vieler kleiner Solarzellen und Module zu einem Gesamtstrom.
Über die sog. Solarkabel auf der Rückseite der Solarmodule fließt in der Folge dieser gesamte Gleichstrom nun zum sog. Wechselrichter. Der Wechselrichter wiederum sorgt für die Umwandlung des Gleichstroms in handelsüblichen Wechselstrom mit 230 Volt. Und fertig: So schnell hat Deine Photovoltaik-Anlage solar grünen Strom gemacht!
Die 7 wichtigsten Komponenten einer Photovoltaikanlage
Zur Stromerzeugung benötigt eine komplette Photovoltaikanlage ganz verschiedene Komponenten. Die wichtigsten davon haben wir im folgenden Überblick kurz und knapp aufgelistet (Bauteile von A-Z):
Energiemanagement-System: Dieses System ist wichtig, damit Du Deinen Strom aus der Energie der Sonne auch möglichst effizient nutzen kannst. Denn es sorgt dafür, dass sich Spülmaschine, E-Auto-Ladestation, Waschmaschine oder Wärmepumpe smart und automatisch immer genau dann einschalten, wenn gerade ausreichend Solarstrom erzeugt wird.
Montagesystem: Du kannst Strom aus Sonnenenergie auf verschiedenen Flächen erzeugen. Entweder auf dem Dach Deiner Immobilie (die häufigste Form), auf Deiner Garage, auf Deinem Balkon (mit einem sog. Balkonkraftwerk) oder auch auf Deiner Terrasse. Bei großen Grundstücken kann sich eine Aufstellung solcher Anlagen im Garten ebenso lohnen. Wichtig ist, dass Du das jeweils passende Montagesystem für die sichere Befestigung und genaue Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage verwendest.
Solarkabel: Die Solarkabel sind die elektrische Verbindung zwischen den Solarmodulen, dem Wechselrichter und weiteren Komponenten. Sie müssen doppelt isoliert, UV-beständig und witterungsresistent sein. Die Solarkabel für den Wechselstrom und den Gleichstrom (also die vor und nach dem Wechselrichter) unterscheiden sich voneinander.
Solarmodule: Die Module sind das Herzstück einer PV-Anlage. Sie bestehen aus den bereits geschilderten Solarzellen, die alle miteinander verbunden sind. Herkömmliche Solarzellen bestehen in der Regel aus kristallinen Siliziumzellen. Diese werden für die meisten Module verwendet. Sie haben einen Wirkungsgrad zwischen 20 und 25 Prozent.
Es gibt aber auch Alternativen. Bei sog. Dünnschichtzellen wird das Silizium direkt auf ein Substrat aus Glas, Kunststoff oder Metall aufgetragen, wodurch viele neue Möglichkeiten der Anwendung entstehen (z.B. komplette ästhetische Elemente für Dach und Fassade, die zugleich Strom erzeugen können).
Die kostengünstigen Perowskit-Solarzellen arbeiten gar nicht mehr mit Silizium. Sie sind zudem günstiger in der Anschaffung, wobei ihr Material noch leichter und flexibler ist. Und die sog. Grätzelzellen sind organische oder synthetische Solarzellen, die sogar ganz ohne Halbleiter auskommen. Ihr Prinzip ähnelt der Photosynthese.
Stromspeicher: Ein Stromspeicher ist eminent wichtig, denn ohne Stromspeicher kannst Du Solarstromanlagen deutlich weniger effizient nutzen. In Zeiten, die arm an Sonne sind, würdest Du ohne Speicher viel teuren Strom aus dem Netz vom öffentlichen Anbieter entnehmen müssen.
In Zeiten, wo die Sonne brummt und viel Solarstrom erzeugt wird, würdest Du ohne Speicher viel überschüssigen Strom mit nur geringer Vergütung ins Netz einspeisen müssen. Du kannst also eine Photovoltaik-Anlage zwar mit und ohne Stromspeicher betreiben. Aber erst der Stromspeicher macht Deine Anlage so richtig effizient.
Wechselrichter: Der Wechselrichter sorgt für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Denn nur Wechselstrom kann im eigenen Hausnetz genutzt oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Außerdem ist der Wechselrichter für die optimale Leistungserbringung der Solarmodule verantwortlich. In der Regel haben Wechselrichter eine geringere Lebensdauer als die Module.
Zweirichtungszähler: Den Zweirichtungszähler benötigt jede Solaranlage, die Strom ins lokale Stromnetz einspeisen soll. Der Zähler dient nämlich exakt der Messung der Menge beider Stromrichtungen. Eine Richtung erfasst die Entnahme und eine die Einspeisung von Strom ins öffentliche Stromnetz.
Dieser Zähler ist wichtig für die korrekte Abrechnung von Stromkosten und Einspeisevergütung. Er ist zudem aus steuerlichen Gründen vorgeschrieben, denn auf den entnommenen und den eingespeisten Strom fallen verschiedene Steuersätze an.
Kostenlose Angebote für Photovoltaik erhalten
Du interessierst Dich für den Einbau von Photovoltaik? Entweder für einen Neubau oder als Upgrade für ein Gebäude im Altbau? Dann können Dir unsere Fachpartner ein gutes Angebot unterbreiten. Fülle einfach das kostenlose und unverbindliche Anfrageformular aus. Die Experten vom Service melden sich dann bei Dir. Mit ihnen kannst Du alle weiteren Fragen über mögliche Produkte und Kosten besprechen.
Der Unterschied zwischen Anlagen für Solarthermie und Photovoltaik
Solartechnik ist nicht immer gleich Solartechnik! Zwischen Solarthermieanlagen und Photovoltaikanlagen gibt es zum Beispiel einen gravierenden Unterschied. Solarthermieanlagen nutzen das Sonnenlicht als Wärmeenergie zur Erwärmung von Brauchwasser (z.B. Trinkwasser und Heizungswasser).
Die Komponenten auf dem Dach werden bei der Solarthermie als Solarkollektoren bezeichnet. Photovoltaikanlagen dagegen nutzen die Energie der Sonne zur Erzeugung von elektrischem Strom. Die Dachkomponenten werden hierbei Solarmodule genannt. Kollektoren sind wasserführend, Module stromführend.
„Für den Eigenverbrauch sind beide Solartechniken gedacht. Aber die eine macht halt Wasser warm und die andere erzeugt Strom.”
Im Umkehrschluss heißt das aber auch, dass zwischen Anlagen für Solarthermie und Photovoltaik eine Flächenkonkurrenz besteht. Denn Du hast ja für gewöhnlich nur ein Dach. Und aufs Dach passen nur begrenzt Kollektoren und Module drauf. Du kannst beide Nutzungsformen aber natürlich miteinander kombinieren.
Deine Entscheidung solltest Du davon abhängig machen, was sich für Dich am besten rechnet und welche Alternativen Du für die Warmwasserbereitung, das Heizungssystem und die Stromproduktion sonst noch so hast. Außerdem gibt es (für ein paar Euro mehr) auch schon sog. Hybridsysteme, die beides können: Wasser erwärmen und Strom erzeugen!
Achtung: Bitte vor Installation beachten!
Grundsätzlich kannst Du die Flächen Deiner vorhandenen Dächer und Vordächer komplett für PV-Anlagen nutzen. Denn je mehr Fläche Du für Solarmodule verwendest, desto besser deckst Du Deinen Strombedarf im Jahresverlauf. Aber natürlich ist eine größere Solarfläche auch immer mit höheren Kosten verbunden.
Deshalb beachte bitte folgende 5 Punkte, bevor Du den Kauf und die Installation Deiner neuen Solaranlage in die Wege leitest (Stichpunkte von A-Z):
Jahresertrag: Je Kilowatt Nennleistung liegt der mittlere Ertrag pro Jahr in Deutschland zwischen 800 und 1.200 Kilowattstunden (kWh). Das heißt, dass eine Photovoltaik-Anlage mit 4 kWp (Kilowatt-Peak) Leistung etwa 3.200 bis 4.800 kWh Strom pro Jahr erzeugt. So viel Kilowatt in Stunden verbraucht im Schnitt ein Haushalt mit zwei bis drei Personen. Da immer mehr Haushalte in Deutschland beim Heizen bewusst auf Wärmepumpen setzen und auch die eigene Wallbox zum Laden des Elektroautos immer häufiger Anwendung findet, tendiert die Mehrheit aber inzwischen zu Anlagen mit ca. 7 kWp Leistung im Schnitt.
Nennleistung: Die Leistung einer Photovoltaik-Anlage wird als Kennzahl in sog. Kilowatt-Peak (kWp) gemessen. Der kWp-Wert beziffert die reale Nennleistung für ein Solarmodul, die unter standardisierten Testbedingungen ermittelt wurde. Diese Angabe soll die Vergleichbarkeit unterschiedlicher Photovoltaik-Module ermöglichen.
Standort: Die tatsächliche Stromerzeugung Deiner PV-Anlage hängt selbstverständlich noch von weiteren Faktoren ab, zum Beispiel von der Bestrahlungsstärke, dem Standort selbst und der vorherrschenden Temperatur.
Der Standardwert in kWp ist schließlich unter standardisierten Bedingungen gemessen worden, nicht unter abweichenden Einflüssen. Apropos Sondereinflüsse: Es gilt übrigens, dass große Hitze im Sommer als Effekt nicht unbedingt zu einer höheren Stromerzeugung führt.
Verhältnis Fläche und Ertrag: Für ein Solarmodul mit einer Nennleistung von einem kWp benötigst Du zwischen sechs und acht Quadratmeter (m2) Fläche. Für das Eingangsbeispiel der Anlage mit 4 kWp benötigst Du also zwischen 24 und 32 m2 freien Platz auf dem Dach.
Besteht Dein Haushalt aus mehr Mitgliedern (siehe zweites Beispiel mit 7 kWp), heizt Du teils elektrisch (Stichwort: Wärmepumpe) oder lädst Du Dein Elektroauto mit Deiner Anlage, dann benötigst Du mehr PV-Leistung. Ist die Dachfläche schon ausgeschöpft, bleibt Dir dann nur der Griff zu Solarmodulen mit mehr kWp Leistung.
Versicherung: Vergiss nicht, Deine wertvolle Photovoltaik-Anlage in die Wohngebäudeversicherung einzuschließen. Denn nur dann ist auch sie gegen äußere Gefahren wie Hagel oder Feuer abgesichert. In Einzelfällen ist sogar eine zusätzliche Photovoltaik-Versicherung sinnvoll.
Kosten für die Installation von Photovoltaikanlagen
Die Kosten für eine Photovoltaik-Anlage ergeben sich einerseits aus den Anschaffungs- und Installationskosten, andererseits aus den Betriebskosten. So gehören die Solarmodule, der Wechselrichter, die Verkabelung, das Montagesystem, die Zähler, das Energiemanagementsystem und der Netzanschluss zu den Anschaffungskosten.
Besonders interessant ist die Tatsache, dass die eigentlichen Module am Ende oft nur 20 bis 30 Prozent der gesamten Ausgaben ausmachen. Erwähnenswert ist ebenfalls noch, dass die Installationskosten normalerweise durchschnittlich mit der Anlagengröße sinken. Denn zu den Installationskosten zählen einige Fixkosten für den Fachbetrieb.
„Deutschland setzt voll auf erneuerbare Energien. Das Massenphänomen schlägt sich inzwischen deutlich auf günstigere Preise nieder.”
Deshalb kosten kleinere PV-Anlagen oft mehr pro kWp als größere PV-Anlagen. Eine mittelgroße private PV-Anlage ohne Stromspeicher mit 7 kWp und 28 Solarmodulen kostete zuletzt in Deutschland im Schnitt insgesamt etwa 10.500-13.000 Euro. Dieselbe Anlage mit Speicher schlägt mit etwa 18.500-35.000 Euro zu Buche (je nach Speicher).
Weitere Kostenschätzungen findest Du (im Überblick) in unserem benachbarten Artikel zur Solartechnik. Vergiss bitte auch die laufenden Betriebskosten bei der Planung nicht! Dazu zählen beispielsweise die Wartung, Reinigung und Kontrolle, die Versicherung und der Austausch des Wechselrichters nach ca. 10 bis 15 Jahren. Im Schnitt entstehen so pro Jahr laufende Kosten von 250 bis 500 Euro, mit Speicher teils das Doppelte.
Einbau, Reparatur oder Wartung planen
Du bist Dir sicher, dass Du künftig auf Photovoltaik setzen möchtest, fragst Dich aber, welche neue Anlage die richtige Lösung für Dich ist? Oder hast Du Interesse an der Wartung bzw. Reparatur einer bestehenden Solaranlage? Kein Problem, auch dann können Dir unsere Fachpartner weiterhelfen. Fülle einfach das kostenlose und unverbindliche Anfrageformular aus. Mit den Experten von unserem Service wirst Du die perfekte Lösung finden.
Photovoltaik Förderung
Die Bundesregierung, aber auch Kommunen und Länder quer durch Deutschland fördern Photovoltaik, teilweise sogar ausgesprochen stark. So kannst Du die Anschaffungskosten, aber auch Deine Gesamtkalkulation merklich optimieren. Bundesweit stehen generell zwei Möglichkeiten der Förderung zur Verfügung:
Förderung der Anschaffungskosten: Erkundige Dich über einen zinsgünstigen Kredit oder Zuschuss der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW)! Das geht zum Beispiel über das KfW-Programm „270: Erneuerbare Energien – Standard“. Damit kannst Du einige Euro bei den Investitionskosten sparen.
Unterstützung bei laufenden Kosten: Die im Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) geregelte Einspeisevergütung für Photovoltaik fördert Dich beim Betrieb der Solaranlage. Denn dank EEG erhalten Anlagenbetreiber 20 Jahre lang eine feste Einspeisevergütung für jede ins Netz gelieferte Kilowattstunde.
Wichtiger Hinweis
Anders als bei vielen anderen Förderprogrammen, wo sich gewisse Maßnahmen häufig gegenseitig ausschließen, kannst Du verschiedene Solarförderungen durchaus miteinander kombinieren. Beispielsweise ist es völlig legitim, einerseits die zinsgünstigen Kredite und Zuschüsse der KfW in Anspruch zu nehmen und andererseits dennoch von der Einspeisevergütung für PV über das EEG zu profitieren.
Aktuelle Tipps
Die Beendigung und Veränderung verschiedener Programme der staatlichen Förderung nach BEG (Bundesförderung für effiziente Gebäude) etwa über KfW und BAFA hat auch Einfluss auf die Förderung von Heizungen, Dämmungen usw. Seit 2022 werden weniger neue Maßnahmen in jeweils etwas geringerem Umfang von der Bundesregierung gefördert. Das kann großen Einfluss auf die Attraktivität des besten Preis-Leistungs-Verhältnisses bei so mancher Heizung haben.
Außerdem wurde kürzlich das umstrittene neue GEG (Gebäude-Energie-Gesetz) durch den Bundestag verabschiedet. Die Zustimmung durch den Bundesrat und ein Urteil des Bundesverfassungsgerichts (BVerfG) zum sog. Heizungsgesetz stehen noch aus. Sollte das neue Gesetz alle Hürden meistern, passen wir unsere Inhalte daran an.
Mehr Informationen zur Förderung einer Photovoltaik-Anlage kannst Du in unserem extra Ratgeber Artikel dazu finden!
13 Vorteile und Nachteile von Photovoltaik
| Vorteile der Photovoltaik | Nachteile von Photovoltaik |
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Klimaschutz: |
Nachhaltigkeit: |
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Wirtschaftlichkeit: |
Unabhängigkeit: |
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Betriebskosten: |
Verschleiß: |
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Effizienz: |
Effizienz: |
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Haltbarkeit: |
Optik: |
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Förderung: |
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Wartung: |
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Unabhängigkeit: |
FAQ online: Ratgeber mit Tipps zu Photovoltaik Anlagen
Was bedeutet Nulleinspeisung bei Photovoltaik?
Als sog. Anlagen mit Nulleinspeisung werden Systeme bezeichnet, die allein aus Komponenten der Stromerzeugung und Speichereinheiten bestehen. Die Einspeisung von Solarstrom ins öffentliche Netz wird nicht nur nicht angestrebt, sondern technisch sogar aktiv verhindert. Ein System mit Nulleinspeisung funktioniert nur für sich selbst, ohne Vergütung.
Wird der Eigenverbrauch bei einer PV-Anlage besteuert?
Ja und nein! Ja, wenn Du privat eine PV-Anlage betreibst und generell Strom ins öffentliche Stromnetz einspeist. Dann bist Du vor dem Gesetz ein Unternehmen und es fallen auch auf den selbst verbrauchten Strom Steuern an, denn sie sind eine sog. Privatentnahme. Nein, wenn Du Deine Anlage dagegen mit Nulleinspeisung betreiben kannst, denn dann bist Du kein Unternehmen und zahlst keine Steuern auf den Eigenverbrauch.
Muss ich eine Photovoltaikanlage anmelden?
Ja und Nein! Ja, jede in Deutschland installierte netzgekoppelte Photovoltaikanlage musst Du anmelden. Die Anmeldung bzw. Registrierung erfolgt sowohl beim sog. Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur (BNetzA) als auch beim jeweiligen Netzbetreiber. Nein, Du musst eine PV-Anlage nicht anmelden, wenn es sich um eine genehmigte Anlage mit Nulleinspeisung handelt.
Brauche ich für Photovoltaik eine Baugenehmigung?
Generell sollte gelten, dass eine PV-Anlage auf dem Eigenheim in Auf-Dach-Montage keine gesonderte Baugenehmigung bedarf. Das ist der Normalfall. Allerdings ist Baurecht in Deutschland Ländersache und so gelten 16 verschiedene Varianten von Landesbaurecht. Erkundige Dich am besten bei Deinem erfahrenen Solateur. Der kennt die Sachlage vor Ort.
Wann lohnt sich eine Solaranlage?
Eine Solaranlage mit Photovoltaik hat eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren. Im Idealfall kannst Du sie 25 oder sogar 30 Jahre nutzen. Generell lohnen sich Photovoltaikanlagen, wenn Du grundsätzlich viel Strom Deiner Anlage selbst verbrauchst. Ein hoher Eigenverbrauch ist das A und O!
Je mehr Strom Du selbst nutzt und nicht einspeist, desto höher ist Dein Grad an sog. Autarkie. Ohne Stromspeicher erreichst Du einen Autarkiegrad von etwa 20 bis 30 Prozent. Mit Speicher kannst Du Deinen Autarkiegrad auf 60 bis 80 Prozent steigern. Damit sich eine Solaranlage lohnt, solltest Du im Vorfeld besonders auf folgende Faktoren achten:
– Dachtyp
– Dachausrichtung
– Dachneigung
– Dachfläche
– Sonneneinstrahlung
– Verschattung
Wann lohnt sich eine Solaranlage nicht?
Private Solaranlagen lohnen sich nicht, wenn sie eher zum Zweck der Einspeisung ins öffentliche Stromnetz anstatt zum Eigenverbrauch installiert werden. Denn die Sonnenenergie selbst ist zwar kostenlos. Aber die aktuelle Einspeisevergütung nach EEG deckt derzeit nicht die sog. Stromgestehungskosten, die Dir privat durch die Investition und den Betrieb einer kleinen PV-Anlage pro Kilowattstunde entstehen.
Überblick weitere Energiesysteme:
