Photovoltaik als nachhaltige Energiequelle im Eigenheim

Wie lässt sich Photovoltaik-Energie nutzen?

Photovoltaik oder auch Solarenergie gehört zu den Formen der nachhaltigen Energiegewinnung und hat auch im privaten Bereich bereits Verbreitung gefunden. Das lässt sich unter anderem darauf zurückführen, dass sich die Energiegewinnung schnell rentiert und die Kosten für die Stromversorgung erheblich senken kann. Vor allem angesichts der stetig steigenden Energiepreise und durch wachsendes Umweltbewusstsein stellen Photovoltaikanlagen eine sinnvolle Alternative dar.

Die Definition von Photovoltaik

Der Begriff Photovoltaik setzt sich aus den Worten photos und volt zusammen. Photos stammt aus dem Griechischen und bedeutet Licht. Bei Volt handelt es sich um die Bezeichnung für elektrische Spannung beziehungsweise deren Maßeinheit. Es handelt sich also um Volt, die aus Licht gewonnen werden. Dabei handelt es sich in der Regel um Sonnenlicht, weswegen Photovoltaik auch häufig als Solarenergie bezeichnet wird. Genau genommen ist diese jedoch nur ein Teilbereich der Solarenergie.

Die Geschichte der Photovoltaik

Die Geschichte der Photovoltaik reicht deutlich weiter zurück als viele annehmen. Bereits 1839 beobachtet der Physiker Becquerel, dass Bestrahlung mit Licht die Spannung zwischen zwei Platinelektroden ansteigen lässt. 1958 ist die Photovoltaik so weit entwickelt, dass sie sogar bei der Raumfahrt zum Einsatz kommt. Durch das erneuerbare Energien Gesetz (EEG) gewinnt die Nutzung von Photovoltaikanlagen etwa seit dem Jahr 2000 immer mehr an Bedeutung und Beliebtheit.

Die Funktionsweise der Photovoltaik

Eine Photovoltaikanlage besteht aus verschiedenen Komponenten. Bei diesen handelt es sich um einzelne Solarzelle. Sie sind zu Solarmodulen zusammengeschaltet. Die Module bilden wiederum den Solargenerator. Trifft Licht auf die Solarzellen, erzeugen diese Gleichstrom. Der Ökostrom kann direkt verbraucht oder gespeichert werden. Die Möglichkeit der Speicherung erklärt auch, warum sich eine Photovoltaikanlage beispielsweise auch dann auf dem Haus, im Garten oder auf einem Camper eignet, wenn der Himmel bewölkt ist.

Photovoltaik im Deutschen Strommix

Im deutschen Strommix ist der prozentuale Anteil der nachhaltigen Energien in den letzten Jahrzehnten auf etwa 35 Prozent gestiegen. Diese setzen sich zusammen aus Solar, Wind, Wasser und Biomasse. Am gesamten Strommix ist die elektrische Energie aus Photovoltaik mit etwa zehn Prozent beteiligt. Der Anteil ist also leider noch vergleichsweise gering. Allerdings muss dabei auch beachtet werden, dass sich im Strommix die privaten Photovoltaikanlagen nicht finden. Wer den eigenen Bedarf also bereits zu einem großen Teil oder komplett durch den PV-Strom abdeckt, wird dabei nicht erfasst. Dadurch ergibt sich hierbei ein verzerrtes Bild.

Hinzu kommt, dass trotz anfänglicher Bemühungen und Änderungen bezüglich der nachhaltigen Energien noch immer einige Herausforderungen bestehen. Gerade bei der Einspeisung ins öffentliche Stromnetz stellen sich beispielsweise Probleme bei der Nutzung entsprechender Flächen dar. Hierdurch wird die Umstellung erheblich erschwert Für den privaten Sektor spielt das allerdings keine Rolle. Denn eine eigene Anlage zu installieren ist sowohl auf dem Dach als auch beispielsweise im Garten möglich. Hierdurch kann zumindest ein Teil der notwendigen Stromversorgung selbst sichergestellt werden.

Das Sonnenstunden-Potenzial in Europa

Bereits an den fünf sonnenreichsten europäischen Städten wird deutlich, wie groß das Potenzial bezüglich der jährlichen Sonnenstunden ist:

Im Vergleich dazu gab es in Deutschland 1.585 Sonnenstunden im Jahr 2016. Auch damit ließe sich bei entsprechender Anwendung der Anlagen um bis zu 49 Prozent reduzieren und zudem die Umwelt schonen.

Das weltweite Nutzungspotenzial

In den letzten zwei Jahrzehnten ist die Nutzung von Photovoltaikstrom (PV-Strom) bereits erheblich gestiegen. Bis zum Jahr 2025 müssten es allerdings eine weitere immense Steigung geben, um einen signifikanten Unterschied in der Nutzung von nachhaltigen Energien zu erzeugen und damit auch die Umwelt zu schonen. Das Potenzial dafür ist vorhanden. Die Zahlen dafür unterscheiden sich je nach Land und Quelle jedoch erheblich. Problematisch zeigen sich Länder, in denen nach wie vor Strom aus fossilen Brennstoffen zu verhältnismäßig günstigen Preisen zur Verfügung gestellt wird.

Die Photovoltaik Energie pro Monat

Photovoltaik wird abhängig von dem Lichteinfall erzeugt. Demzufolge ist in den sonnigen Monaten eine größere Ausbeute möglich als bei bedecktem Himmel und wenigen Sonnenstunden pro Tag. Die dokumentierten Daten zeigen, dass die meiste Energie in Deutschland durch Photovoltaik im Monat Juni erzeugt wird. Obwohl hier Rekord-Werte erreicht werden, muss ein weiterer Ausbau erfolgen. Dazu gehört es, mehr Fläche für die Anlagen zur Verfügung zu stellen.

Photovoltaikanlagen zur Energiegewinnung

Wenn Sie über die Nutzung einer Photovoltaikanlage nachdenken, sollten Sie Funktion, Vorzüge und Nachteile kennen. Eine umfassende Grundlage dafür bieten wir Ihnen hier.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Licht besteht aus Photonen. Photonen sind Träger der elektromagnetischen Strahlung. Treffen sie auf Solar- beziehungsweise Photozellen, wird die Strahlung in elektrischen Strom umgewandelt. Dieser Strom wird in einen Speicher geleitet und kann bei Bedarf abgegeben werden.

Wann lohnt sich eine Photovoltaikanlage?

Angesichts steigender Strompreise lohnt sich eine Anlage für den PV-Strom immer dann, wenn eine entsprechende Fläche zur Verfügung steht. Das kann bereits das Dach des Campers oder Wohnmobils sein. Auch die Garage, das eigene Hausdach oder ein Abschnitt im Garten reichen dafür aus. Denn, selbst wenn nicht der gesamte Stromverbrauch über Photovoltaik abgedeckt werden kann, ist es dennoch ein Beitrag zum Umweltschutz und schont mittel- sowie langfristig das Budget.

Die Faktoren für den Ertrag von Photovoltaik

Für die Effizienz von Photovoltaik zeigen sich verschiedene Faktoren verantwortlich. Bei diesen handelt es sich um:

• Fläche
• Lichteinfall
• Effizienz

Dabei gilt, je mehr Fläche zur Verfügung steht, je besser der Lichteinfall ist und je höher die Effizienz der Module ausfällt, umso besser. Denn dann ist der Ertrag besonders hoch und die Anlage kann sich schnell amortisieren.

Photovoltaikanlage für den Privatgebrauch

Eine Anlage für den Privatgebrauch ist immer dann empfehlenswert, wenn dafür die entsprechende Fläche zur Verfügung steht. Etwa 15 Quadratmeter an Solarzellen reichen aus, um den Jahresbedarf eines Singlehaushalts zu decken. Hierfür fallen Kosten von 1.800 bis 2.700 Euro an. Angesichts der steigenden Strompreise kann sich die Anschaffung einer Anlage schnell rentieren. Das gilt vor allem dann, wenn der Bedarf komplett gedeckt wird und sogar noch Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. Die Vergütung hierfür fällt zwar nicht mehr hoch aus, zusammen mit Förderungen kann das aber bereits bei der Finanzierung der Anlage helfen und dafür sorgen, dass die Kosten schnell ausgeglichen sind. Für Eigentümer kann es sich daher auch lohnen, vermietete Häuser mit Photovoltaikanlagen auszustatten. Das zeigt deutlich Umweltbewusstsein auf und kann zudem die Beliebtheit der Mietsache erhöhen.

Photovoltaikanlage für Gewerbe

Gewerbe haben den Vorteil, dass die Stromtarife für sie in der Regel günstiger sind. Dennoch können auch sie davon profitieren, langfristig auf Photovoltaik umzustellen.

Meist stehen ihnen mehr Quadratmeter zur Verfügung. Zudem kann die Gewinnung des Stroms über eine nachhaltige Energiequelle als Vorzug beim authentischen Marketing genutzt werden.

Photovoltaikanlage auf dem Dach

Die Vorteile hieran sind, dass die Anlage keine Standfläche auf dem Boden einnimmt und zudem besser dem Licht ausgesetzt ist. Ein potenzieller Nachteil ist allerdings, dass sie unter anderem für die Reinigung schwerer erreichbar sind und somit ebenso wie bei der Montage mehr Aufwand bereiten.

Freistehende Photovoltaikanlage

Freistehende Anlagen zur Gewinnung von Photovoltaik-Strom bieten sich immer dann an, wenn entweder nicht genug Platz auf dem Dach vorhanden ist oder zusätzliche Leistung benötigt wird. Die Vorzüge sind, dass Montage, Wartung und Reinigung sehr viel einfacher möglich sind. Denn die Module lassen sich besser erreichen. Nachteilig ist jedoch, dass der Lichteinfall hier geringer ausfallen kann. Zudem geht Standfläche verloren und auch das Risiko für Diebstahl steigt.

Installationen von Photovoltaikanlagen weltweit

Bereits in Deutschland ist ein deutlich größeres Potenzial für die Anlagen gegeben. Allein die Dächer von Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie gewerblichen Gebäuden könnte den Anteil an PV-Strom erheblich steigern und die Umwelt schonen. Weltweit verhält es sich ähnlich. Anderenfalls ungenutzte oder wenig genutzte Flächen oder die gesteigerte Integration von Photovoltaik in China könnte hat das Potenzial, Kosten und Belastungen für das Klima erheblich zu verringern.

Der Kauf und Gebrauch von Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen bieten zahlreiche Vorteile. Hierbei handelt es sich um:

• vielseitige Einsatzmöglichkeiten
• speicherbare Energie
• Schonung von Klima und Umwelt
• deutliche Ersparnis bei Stromkosten

Wie teuer ist eine Photovoltaikanlage?

Das ist davon abhängig, welche Fläche abgedeckt werden soll und welche Module dafür verwendet werden.
Pro Quadratmeter sollten sie mit Kosten von 1.200 bis 1.800 Euro rechnen. Mehrwertsteuer ist in diesen Preisen jedoch noch nicht inbegriffen. Durch Fördermittel können die Kosten noch gesenkt werden.

Die Schritte für die Photovoltaikanlage

Von der ersten Idee bis zur Montage und Inbetriebnahme müssen einige Schritte erfolgen. Zunächst sollten der Bedarf und die zur Verfügung stehende Fläche für die Anlage ermittelt werden. Aus diesen Daten lässt sich eruieren, wann sich die Kosten für die Photovoltaik amortisiert haben. Dabei sollten Sie berücksichtigen, dass die Energiepreise kontinuierlich steigen. Auch kleine Anlagen sind daher sinnvoll. Das gilt auch dann, wenn sie nur anteilig den Strombedarf decken. Darüber hinaus sollten die Möglichkeiten von Dach und freistehenden Anlagen überprüft und die verschiedenen Modelle in Hinblick auf Effizienz und Preis miteinander verglichen werden.

Wie finde ich die besten Angebote für eine Photovoltaikanlage

Ein Photovoltaik-Rechner kann hierbei weiterhelfen. Je umfassender die Eingaben, desto genauer und hilfreicher ist das Ergebnis. Gleiches gilt für einen Vergleich zwischen verschiedenen Photovoltaik-Modulen.

Tabelle mit den 5 besten Photovoltaikanlagen

Der Gesamtpreis ist in jedem Fall abhängig von der Anzahl der benötigten Module, der Verbindung und dem Speicher.

Photovoltaikanlage mieten

Ob bei einem Miethaus oder als Testphase für die eigene Anlage zu Generierung für Strom: Photovoltaikanlagen lassen sich mieten. Hierdurch fällt keine große Investition an. Stattdessen sind Festpreise gegeben. Das kann den Schritt in die selbstständige Versorgung mit umweltfreundlichem Strom erleichtern.

Die wichtigsten Fragen für Besitzer einer Photovoltaikanlagen

Wenn Sie darüber nachdenken, eine Photovoltaikanlage zu installieren, stellen sich dabei einige Fragen. Hier finden Sie die Antworten darauf.

Den gewonnenen Strom selber nutzen oder einspeisen?

Hierbei handelt es sich nicht um eine Entweder-oder-Frage. Der Strom kann sowohl für den eigenen Verbrauch produziert als auch zusätzlich in das öffentliche Netz eingespeist werden. Deutlich rentabler ist es, zunächst den eigenen Bedarf vollständig zu decken. Denn hierdurch werden zum einen die Energiekosten eingespart. Zum anderen ergeben sich daraus verschiedene Förderungsmöglichkeiten. Für den eingespeisten Strom sinkt die Vergütung hingegen, wodurch eine Mitfinanzierung der Anlage lediglich in geringem Maße erfolgt. Vorhanden ist sie jedoch nach wie vor.

Welche Förderungen bekomme ich mit einer Photovoltaikanlage?

Welche Photovoltaik-Förderung in Anspruch genommen werden kann, ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Bei diesen handelt es sich unter anderem um:

• Bundesland
• Größe der Anlage
• Kapazität des Speichers
• Nutzung des Stroms

Es lohnt sich für Sie daher, vor der Planung die aktuell gültigen Vorgaben für die Förderungen in Erfahrung zu bringen. Dadurch kann sowohl beim Bau als auch beim Betrieb einiges eingespart werden.

Welche Versicherung brauche ich für meine Photovoltaikanlage?

Als Basis ist eine Wohngebäudeversicherung erforderlich, die auch die Anlage umfasst. Durch diese Versicherung besteht eine finanzielle Absicherung gegen:

• Feuerschäden
• Sturmschäden
• Hagelschäden
• Leitungswasserschäden

Wenn Sie einen umfassenderen Schutz möchten, müssen Sie hierzu eine spezielle Photovoltaikversicherung abschließen.

Wie funktioniert die Einspeisung von Photovoltaik-Strom ins öffentliche Netz?

Wenn eine Anlage so groß ausgelegt ist, dass sie mehr Strom produziert als Sie selbst verbrauchen können, kann sich die Einspeisung ins Netz dank der Photovoltaik-Förderung lohnen. Den hierfür notwendigen Anschluss muss ein konzessionierter Elektromeister vornehmen. Zudem müssen Sie einen Stromanbieter wählen, der Ihren Photovoltaik-Strom nutzt. Welchen Sie aussuchen, ist Ihnen freigestellt.

Wie reinige ich eine verschmutzte Photovoltaikanlagen?

Immer noch stellen sich einige die Frage, ob eine Reinigung der Anlage überhaupt notwendig ist. Erfolgt diese aber nicht – und zwar regelmäßig – kann der Ertrag deutlich gemindert werden. Typische Verschmutzungen sind Staub und Laub. Diese lassen sich mit einer weichen Glasbürste trocken entfernen. Stärkere und hartnäckigere Verschmutzungen wie Kalkablagerungen und Vogelkot können Sie mit umweltfreundlichen Haushalts- oder Glasreinigern und wenig Wasser beseitigen. Dabei müssen Sie vorsichtig vorgehen, um die Glasplatten nicht zu zerkratzen oder auf andere Weise zu beschädigen. Zusätzlich ist es ratsam, je nach Verschmutzungsgrad aller ein bis zwei Jahre eine professionelle Reinigung durchführen zu lassen. Hierbei werden auch schwer erreichbare Abschnitte gesäubert.

FAQ

Was sind die besten Module für Photovoltaikanlagen?

Laut den Ergebnissen eines aktuellen Tests schneiden die folgenden fünf Module beziehungsweise der genannten Hersteller in der Gesamtwertung am besten ab:

• Solarwatt VISION Pure und Style
• LG Solar NeON 2 und NeON R
• SunPower
• Panasonic
• Q CELLS

Ist Photovoltaik dasselbe wie Solarenergie?

Nein, bei der Bezeichnung Solarenergie handelt es sich um den Überbegriff für verschiedene Verfahren. Unterschieden werden dabei die Solarthermie, bei der ein sehr hoher Wirkungsgrad von bis zu 50 Prozent erreicht werden kann, und die Photovoltaik. Bei der Solarthermie wird die Sonneneinstrahlung in Wärme umgewandelt und kein Strom erzeugt. Dadurch geht weniger Energie verloren und der Wirkungsgrad ist sehr hoch. Bei der Photovoltaik wird das Licht hingegen dazu genutzt, elektrischen Strom zu erzeugen. Der Wirkungsgrad ist geringer. Dank moderner Technologien steigt die Effizienz jedoch stetig an.

Wieviel m² sind für eine kWh erforderlich?

Der mit einer Photovoltaikanlage gewonnene Strom wird bei der Gewinnung in der Einheit kWp, also in Kilowatt Peak angegeben. Ein kWp entspricht 1.000 Watt. Um diese zu gewinnen sind acht bis zehn Quadratmeter Fläche erforderlich. Um den Verbrauch in einem Einfamilienhaus zu decken, werden etwa 40 Quadratmeter benötigt. Das gilt zumindest dann, wenn nur etwa 4.000 kWh benötigt werden.

Was kosten eine Photovoltaikanlage?

Eine pauschale Antwort gibt es hierauf nicht. Für 1 Kilowatt (1.000 Watt) müssen Sie mit etwa 1.200 bis 1.800 Euro für die Anlage rechnen. Daher dauert es auch einige Jahre, bis sich die Photovoltaik rechnerisch lohnt beziehungsweise amortisiert. Deckt die Anlage den Stromverbrauch vollständig ab oder kann sogar noch elektrischer Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden, rentiert sich die Investition schneller. Denn dadurch fallen keine weiteren Kosten für die Versorgung an und es kann sogar noch an der nachhaltigen Energie verdient werden.