Was ist Photovoltaik? Die moderne Energielösung einfach erklärt

Photovoltaik ist eine der vielversprechendsten erneuerbaren Energien unserer Zeit. Hier ist alles was Sie darüber wissen müssen

Erneuerbare Energie
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Autor: enpal

Immer mehr Menschen bringen die Energiewende auf dem Dach ihres Eigenheims voran. Rund ein Drittel des Energiebedarfs in Deutschland ist bereits durch erneuerbare Energien gedeckt. Die rund 1,7 Millionen installierten PV Anlagen spielen in dieser Entwicklung eine entscheidende Rolle. Dabei sind die Vorteile von Photovoltaik leicht zu erkennen. Wer eine Solaranlage besitzt, spart Energie, CO2 und bares Geld. Aber wie genau funktioniert eine PV-Anlage, was sind die Vor- & Nachteile und Tipps für den Kauf erhalten Sie hier.

Was ist Photovoltaik?

Zunächst zur Definition von Photovoltaik oder auch kurz gesagt PV: Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbare Energie mittels Solarzellen. Es ist somit ein Teilbereich der Solartechnik und wird zur Stromerzeugung benutzt.

Vorteile von Photovoltaik

Photovoltaik ist eine Innovation mit zahllosen Vorteilen. Das eingesparte CO2 kommt einerseits der Natur zugute, doch auch aus finanzieller Sicht kann man durch eine eigene PV-Anlage profitieren:

  • Einsparung von CO2-Emissionen als Alternative zur konventionellen Stromgewinnung
  • Die Sonne ist ein unerschöpflicher Energielieferant. Über Photovoltaik gewonnene Energie ist somit kostenlos und autonom
  • Ihr gewöhnlicher Strombedarf reduziert sich durch Photovoltaik gewonnene Energie und kann diesen ggf. vollständig decken
  • Entscheidet man sich, die Energie der PV-Anlage in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen, profitiert man darüber hinaus von der Einspeisevergütung
  • Nicht zuletzt steigert sich auch der Wert der Immobilie. Wer sich beim Umzug und Verkauf des Eigenheims nicht dazu entscheidet, die Anlage mitzunehmen, kann mit gutem Gewissen den Restwert der Anlage auf dem Verkaufspreis aufrechnen.

Hier erfahren Sie mehr über die Vorteile von Solar für ein smartes Zuhause*

Wie funktioniert Photovoltaik?

Um die Energie aus der Sonne in die eigene Steckdose zu bringen, bedarf drei zentraler Komponenten:

1. Solarmodule

Eine Solaranlage besteht je nach Größe des Daches aus einer bestimmten Anzahl von Solarmodulen. Diese umfassen jeweils bis zu 60 integrierte Solarzellen, die für die Entstehung des Solarstroms verantwortlich sind. Zu einer vollständigen Photovoltaikanlage gehören außerdem Montagegestell, Stromzähler und Wechselrichter. Je nach Art der Solarzelle gewinnt man unterschiedlich viel Strom aus den eintreffenden Sonnenstrahlen.

Monokristalline Zellen haben z. B. einen Wirkungsgrad von bis 20 %, können also ein Fünftel der Sonnenenergie umwandeln. Dünnschicht-Zellen hingegen sind sehr viel günstiger, wandeln jedoch gerade 6 % der verfügbaren Energie in Strom um. Damit diese Module fest auf dem Dach verankert sind, müssen diese über ein Montagegestell befestigt. So lassen sich die Module optimal ausrichten, auf einem Flachdach zum Beispiel meist im Winkel von 30 Grad.

Was ist Photovoltaik? Mann auf Dach mit Solaranlage

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2. Wechseltrichter

Die über die Solarzellen gewonnene Elektrizität wird über die Verkabelung in der Form von Gleichstrom weitergeleitet. Um die Umwandlung in Wechselstrom, also den im Haus nutzbaren Strom, zu gewährleisten, bedarf es eines Wechselrichters. Dieser überwacht das Netz und die Anlage, sodass auf Überlastung, Störungen oder Probleme entsprechend reagiert werden kann. Darüber hinaus maximiert er die Leistung der Anlage und sorgt für eine gefahrlose Reparatur oder Wartung.

Solarstromspeicher sind optionale Akkus, die speziell für die Nutzung von Photovoltaikanlagen gebaut. Sie speichern den tagsüber erzeugten Solarstrom, damit er auch nachts oder bei stark bewölktem Himmel nutzbar ist. Ein solcher Speicher kann entweder vor den Wechselrichter als DC-Speicher oder hinter den Wechselrichter als AC-Speicher geschaltet werden.

Was ist Photovoltaik? Der Prozess mit DC- und AC-Speicher sowie Wechselrichter

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3. Stromzähler

Um die genaue Leistung der Anlage in Zahlen zu fassen, benötigt man einen Stromzähler. Dieser misst die Menge des genutzten Stroms in der Einheit Kilowattstunden (kWh) sowie den tatsächlichen Verbrauch. Die Ablesung des Stromzählers findet ein Mal im Jahr statt. Dieser ist aber nicht allein dafür da, den verbrauchten Strom zu messen. Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende ermöglicht Haushalten mit einer PV-Anlage überflüssigen Grünstrom in das Netz einzuspeisen. Dafür steht dem Erzeuger eine gesetzliche Einspeisevergütung zu. Der Stromzähler zählt also sowohl die Menge an verbrauchtem als auch eingespeistem Strom.

Achtung: Photovoltaik nicht mit Solarthermie verwechseln

Der Begriff Solaranlage bezieht sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie ein. Aber aufgepasst: Photovoltaik ist nicht dasselbe wie Solarthermie. PV-Anlagen wandeln die Sonnenenergie in Strom um, während Solarthermie-Anlagen aus den Sonnenstrahlen Wärme erzeugen. Die Solarthermie hat zwar einen höheren Wirkungsgrad, wird aktuell jedoch nur von einem Bruchteil der Privathaushalte genutzt. Die Energie der Sonne wird dabei durch einen Wärmeträger für die Zwecke des Privathaushalts nutzbar gemacht und unterstützt die Heizung oder sorgt für die Erwärmung des Trink- und Badewassers.

Eine PV-Anlage erzeugt Solarstrom, der einen großen Teil des eigenen Energiebedarfs deckt, ins Netz eingespeist und mit einer Wärmepumpe ebenfalls zum Heizen genutzt werden kann. Der Wirkungsgrad von Photovoltaik liegt zwischen 6% und 20%.

Ist Solarenergie immer teuer?

Die Anschaffung einer Photovoltaikanlage hängt oftmals mit einem hohen finanziellen Aufwand zusammen. Aber was kostet es wirklich Sonnenstrahlen in Strom umzuwandeln*?

Kosten Photovoltaikanlage im Überblick:

Was ist Photovoltaik und PV Kosten auf einen Blick

Die Preise sind von der Einheit Kilowatt-Peak (kWp) abhängig. Der kWp steht für die maximal produzierbare Energieleistung der Anlage. Das hängt auch mit dem Wirkungsgrad der Anlage zusammen. Je mehr Module hintereinander geschaltet sind, desto höher ihre Leistung.

Ein Beispiel zum Berechnen der Kosten

Bei einem Einfamilienhaus wird eine 6-kWp Solaranlage, die den jährlichen Strombedarf von 4 Personen deckt, mit einem Ausrichtungswinkel von 30 Grad auf 100 m2 Dachfläche montiert. Unter diesen Umständen kann man für den Preis der Solaranlage etwa 8.000 bis 10.000 € veranschlagen. Mit 200 - 500 € jährlich für Wartung, Reparatur, Reinigung und Versicherung lassen sich die laufenden Kosten einer Anlage realistisch schätzen. Diese Rechnung beruht auf der Annahme, dass eine Solar-Komplettanlage gekauft wird. Weitere Informationen über die Kosten einer PV-Anlage hier*.

Kaufen oder mieten?

Seit einigen Jahren im Trend und immer beliebter bei Privathaushalten ist die Miete von Solaranlagen. Das Mietkonzept bedeutet zum einen, dass die Anschaffungskosten wegfallen und zum anderen, dass Installation, Wartung und Pflege durch das Komplett-Service-Paket abgedeckt sind.

Für einen monatlichen Betrag übernimmt also die Firma alles, worum sich Hausbesitzer ansonsten selbstständig kümmern müssten. Durchschnittliche Marktpreise für die Miet-Anlagen liegen bei monatlich 50 € bis 150 € und damit oft unter den Stromkosten, die sonst an den Netzbetreiber gehen.

Das Mietkonzept, das vor einen paar Jahren noch unbekannt war, hat sich innerhalb kürzester Zeit zu einem der schnellst-wachsenden Märkte Deutschlands entwickelt. Laut Mario Kohle, CEO des Marktführers Enpal*, habe sich die Nachfrage in den letzten drei Jahren verzehnfacht.

 

 

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