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Photovoltaik: Wie funktionieren Solaranlagen?
Photovoltaikanlagen machen dich von deinem öffentlichen Stromnetzanbieter unabhängig, reduzieren deine Stromkosten und sind eine zukunftsorientierte Form der Energiegewinnung. Doch wie funktionieren Solaranlagen? Welche Komponenten werden benötigt, um aus Sonnenenergie Strom zu erzeugen? Und wann rentiert sich eine Photovoltaikanlage?
So funktioniert eine Photovoltaikanlage
Die Photovoltaikmodule auf dem Dach fangen die Sonnenstrahlen ein und wandeln die Sonnenenergie in Gleichstrom um. Dieser wird anschließend durch einen Wechselrichter, der in deinem Haus installiert ist, in Wechselstrom umgewandelt.
Den entstandenen Strom kannst du dann verbrauchen (Eigenverbrauch).
Für den überschüssigen Strom, der produziert wurde, von dir aktuell aber nicht gebraucht wird, gibt es zwei Optionen:
1. Öffentliches Stromnetz
Der überschüssige Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Als Gegenzug erhältst du eine Einspeisevergütung.
2. Stromspeicher
Du lässt dir zusätzlich einen Stromspeicher verbauen, der den überschüssigen Strom zwischenspeichert. Den dort gespeicherten Strom kannst du zu einem späteren Zeitpunkt verbrauchen. Du leistest einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz, bist unabhängig von steigenden Strompreisen und kannst hierfür Förderungen in Anspruch nehmen.
Entscheidest du dich für diese Lösung, senkst du nicht nur deine Energiekosten, sondern machst dich zudem unabhängig von deinem Stromanbieter.
Über den Stromspeicher hinaus gibt es auch die Möglichkeit, den zu viel produzierten Strom virtuell in einer Stromcloud zu speichern, um diesen dann an sonnenarmen Tagen zu verwenden. Für weitere Informationen, lies gerne unseren Beitrag zur Solar Cloud.
Aufbau & Komponenten einer Solaranlage
Um aus Sonnenlicht nutzbaren Strom zu produzieren, werden verschiedene Komponenten benötigt. Einige davon sind essenziell, um Sonnenenergie in Strom umzuwandeln, weitere sind optional, bringen jedoch weitere Vorteile mit sich, wie beispielsweise steigende Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetzbetreiber.
Das Photovoltaikmodul
Das Photovoltaikmodul auch Solarmodul genannt, ist der wichtigste Bestandteil einer Photovoltaikanlage.
In einem Modul sind viele Solarzellen miteinander verschaltet, ebenso wie die Solarmodule untereinander. Durch ihre spezielle Funktionsweise erzeugen sie, sobald Sonnenstrahlen auf die Solarzellen treffen, Gleichstrom.
Der Wechselrichter
Der durch die Solarmodule erzeugte Gleichstrom wird im Wechselrichter zu Wechselstrom umgewandelt. Dieser kann dann im Eigenverbrauch von dir genutzt werden.
Der Wechselrichter ist in deinem Haus angebracht und mit den Solarmodulen verbunden.
Der Wechselrichter ist, wie auch die Solarpanels, ein wichtiger Bestandteil einer Solaranlage, denn die Stromnetze und die hausinternen Stromleitungen arbeiten ausschließlich mit Wechselstrom.
Der Stromspeicher
An sonnigen Tagen produziert deine Photovoltaik-Anlage deutlich mehr Strom, als du an einem Tag verbrauchen kannst. Die überschüssige Energie würde unter normalen Umständen dann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Um die überschüssige Energie für deinen Eigenverbrauch zu speichern gibt es Stromspeicher. Dort wird der zu viel produzierte Strom zwischengespeichert, bis du diesen zu einem späteren Zeitpunkt für deinen Eigenbedarf benötigst.
Damit verbrauchst du nicht nur mehr von deinem selbst erzeugten Strom, sondern machst dich gleichzeitig unabhängiger vom Stromversorger.
Arten von Solarzellen
Bei den Photovoltaikmodulen selbst gibt es individuelle Unterschiede. Je nach Anwendungsbereich und möglicher Fläche für die Installation eignen sich bestimmte Zellen besser als andere.
Die bekanntesten Solarmodule für Photovoltaikanlagen sind monokristalline Solarzellen, polykristalline Solarzellen und Dünnschicht Module.
Monokristalline Solarzellen
Monokristalline Photovoltaikmodule bestehen aus einem Einzelkristall und sind - im Gegensatz zu ihren Alternativen - etwas teurer.
Ihre schwarze, einheitliche Fläche erreicht einen Wirkungsgrad von etwa 20-30%. Für 1 kWp Leistung werden etwa 6-9 m² benötigt. Mit dieser Effizienz eignen sich monokristalline Solarzellen besonders gut für kleinere Dächer.
Polykristalline Solarzellen
Polykristalline Photovoltaikmodule werden aus mehreren Kristallen hergestellt und sind aufgrund ihres günstigeren Preises eine derzeit beliebte PV-Variante für große Dachflächen.
Sie zeichnen sich durch ihre blaue, reflektierende Oberfläche aus und eignen sich besonders gut für größere Flächen. Ihr Wirkungsgrad ist mit 15-17% etwas geringer als der, der monokristallinen Zellen.
Für 1 kWp Leistung werden etwa 7-10 m² benötigt. Je größer die Fläche, desto effizienter sind die Solarmodule.
Dünnschichtsolarzellen
Dünnschichtsolarzellen sind hauchdünne Photovoltaikmodule, die gegenüber einem kristallinen Modul deutlich einfacher zu produzieren sind, da die Materialien auf das Trägermaterial aufgedampft werden.
Sie sind zudem wesentlich günstiger, besitzen allerdings nur einen geringen Wirkungsgrad von 10-13%. Daher muss hier, sofern es primär um die Rendite geht, auf sehr große Anlagen zurückgegriffen werden. Für die Verwendung auf Hausdächern eignen sie sich dagegen weniger gut.
Vor- und Nachteile einer Photovoltaikanlage
Die Nutzung von Sonnenenergie ist eine nachhaltige und zukunftsorientierte Art, den Eigenbedarf an Strom zu decken.
Wir haben für dich die wichtigsten Vor- und Nachteile einer PV-Anlage zusammengefasst und dir eine kleine Übersicht erstellt.
Vorteile
- Erzeugung von 100% klimaneutralem Solarstrom
- Sinkende Stromkosten
- Keine Strompreiserhöhung
- Bis zu 100% Autarkie (durch Nutzung einer Stromcloud)
- Konstante Rendite
- Einspeisevergütung bei Stromüberschuss
- Wertsteigerung der Immobilie
- Förderungen sind möglich
- Steuerlicher Vorteil durch Abschreibung
- Vermeidung von Co2-Emissionen
Nachteile
- Variable Anschaffungskosten (je nach Anlagengröße)
- Hoher Flächenbedarf auf dem Dach
- Leistung ist ortsabhängig -> die Südseite bekommt mehr Sonne als die Nordseite des Hauses ab
- Tageslicht wird benötigt, um Strom produzieren zu können
Wann lohnt sich eine Solaranlage?
Generell lässt sich sagen: Eine Solaranlage lohnt sich immer!
Durch eine Photovoltaikanlage steigerst du den Wert deiner Immobilie und legst dein Geld inflationssicher an. Zudem leistest du einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Energiewende, wenn du deinen Strom selbst produzierst. Obendrein ist der eigens erzeugte Strom nur etwa halb so teuer, wie der vom öffentlichen Stromnetzanbieter.
Bei der Planung einer Solaranlage kommt es jedoch auch auf die Größe und die Ausrichtung der Dachfläche sowie auf die Substanz deines Daches (z. b. Ziegel oder Bitumen) an. Die Anschaffung einer Photovoltaikanlage rechnet sich, je mehr Eigenstrom du erzeugst und im eigenen Haushalt verbrauchst.
Du möchtest wissen, ob sich eine Solaranlage für dich und deinen Haushalt rentiert? Gerne beraten wir dich persönlich!
Häufig gestellte Fragen zu Photovoltaik
Photovoltaik lohnt sich mehr denn je. Insbesondere die steigenden Strompreise sind ein Argument für den Kauf einer Photovoltaikanlage. Mit Solaranlage inkl. Stromspeicher und einer Strom-Cloud kannst du dich bis zu 100% von deinem Stromanbieter unabhängig machen.
Ob sich auf dem Dach Mono- und Polykristalline Solarzellen besser eignen, hängt von der verfügbaren Dachfläche ab. Die beliebtesten Module sind polykristalline Solarzellen. Dünnschichtsolarzellen eignen sich weniger gut für Hausdächer.
Eine Solaranlage besteht aus den Solarmodulen und einem Wechselrichter. Um den selbst produzierten Strom zu speichern wird zusätzlich ein Stromspeicher verwendet.