Solarenergie: Alle wichtigen Fragen zu Photovoltaik & Co.

Das Potenzial der Sonnenenergie ist gewaltig

Wie kann Energie aus Sonnenlicht gewonnen werden?

Das Sonnenlicht kann direkt oder durch Bündelung von Sonnenstrahlen zur Erwärmung von Flüssigkeiten oder Luft genutzt werden. Dieses Prinzip wurde bereits in der Antike genutzt. Eine weitere Möglichkeit der Nutzung ist die Umwandlung des Sonnenlichts in Strom mittels Solarzellen.

Worin besteht der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik?

Mehrfamilienhäuser mit Photovoltaik-Anlagen
Mehrfamilienhäuser mit Photovoltaik-Anlagen

Im Fall von Solarthermie wird Sonnenenergie in thermische Energie, also Wärme, umgewandelt. Häufigste Anwendung in Deutschland sind thermische Solaranlagen, die auf Gebäuden installiert und zur Warmwasseraufbereitung genutzt werden. In besonders sonnenreichen Ländern wie Kalifornien oder Marokko werden auch solarthermische Kraftwerke mit 50 – 400 Megawatt Leistung eingesetzt. Im Gegensatz dazu werden bei Photovoltaikanlagen Sonnenstrahlen mittels Solarzellen direkt in elektrische Energie, also Strom, umgewandelt.

Seit wann gibt es Photovoltaik?

Die Photovoltaik basiert auf dem photoelektrischen Effekt, der im 19. Jahrhundert entdeckt wurde. Die ersten Solarzellen wurden in den 30er und 40er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelt, zur praktischen Anwendung kamen Solarzellen erstmals in den 1950er und 1960er Jahren in der Raumfahrt.

In welchen Teilen Deutschlands ist die Sonneinstrahlung besonders hoch?

PV-Anlage in der Nähe von Augsburg
Im Süden Bayerns ist die Sonneneinstrahlung besonders hoch

Besonders hoch ist die Sonneneinstrahlung in den südwestlichen Regionen Bayerns und Baden-Württembergs, im Rhein-Main-Gebiet sowie im Nordosten von Mecklenburg-Vorpommern. Schwächer sind NRW, Niedersachsen, Bremen und Hamburg. Die Unterschiede innerhalb Deutschlands sind aber nicht so groß wie man erwarten würde. Im langjährigen Monatsmittel erreichten die sonnenärmsten Regionen Deutschlands einen Solarertrag von immerhin 146 kWh/m2 (im Vergleich: die sonnenreichsten Regionen erreichten einen Solarertrag von 180 kWh/m2).

Wie hoch sind die Kosten einer Solaranlage?

Ein guter Richtwert für Kleinanlagen sind 1.600 Euro brutto pro kWp (Kilowatt peak - Nennleistung, das beschreibt die Spitzenleistung unter Laborbedingungen, bei senkrechter Sonneneinstrahlung). Hierin enthalten sind bereits alle anfallenden Kosten für Solarmodule, Wechselrichter und Montage. Bei einer 6 kWp Photovoltaikanlage, die in etwa den Stromverbrauch eines durchschnittlichen 4-Personen Haushalts deckt, kommt man somit auf durchschnittliche Kosten in Höhe von rund 10.000 Euro.

Lohnt sich der Kauf einer Solaranlage?

Das hängt von vielen Faktoren ab und kann daher pauschal nicht beantwortet werden. Geht man davon aus, dass die PV-Anlage auf einer Dachfläche montiert werden soll, spielen einerseits die Ausrichtung der Dachfläche, aber auch der Neigungswinkel des Daches sowie die nutzbare Dachfläche eine Rolle. Ein weiterer Faktor ist die durchschnittliche Sonneneinstrahlung am Standort des Gebäudes. Positiv wirken sich die in den letzten 20 Jahren drastisch gesunkenen Kosten für Solarmodule aus. Demgegenüber stehen allerdings auch Einspeisevergütungen, die für Kleinanlagen im Zeitraum 2004 bis 2019 um ca. 80 % gesunken sind. Ob sich ein Kauf daher lohnt, muss anhand der Faktoren individuell kalkuliert werden.

Lohnt sich ein Batteriespeicher in Kombination mit einer Photovoltaikanlage?

Wechselrichter von Fronius
Enyway Stromverkäufer Jochen neben seinen Fronius-Wechselrichtern

Häufig ja. Denn: Sinkende Einspeisevergütungen bei steigenden Strompreisen führen zum Anreiz, den erzeugten Strom selbst zu verbrauchen, sprich den Eigenverbrauchsanteil zu erhöhen. Hinzu kommt noch, dass die Kosten für Batteriespeicher nennenswert gesunken sind. Wer mehr wissen will, kann sich über den sehr umfangreichen und aktuellen Artikel "Sonnenstrom im Akku speichern" informieren.

Wie kann ich als Mieter von Solarenergie profitieren?

PV-Anlage auf dem Dach einer Kita
Viele Eigenheimbesitzer profitieren bereits von der Sonnenenergie

Eine Möglichkeit sind sogenannte Mieterstrom-Projekte, bei denen der erzeugte Strom einer Solaranlage eines Wohngebäudes direkt an die Mieter geliefert werden kann. Dadurch können Kosten wie etwa Netzentgelte oder Stromsteuer vermieden werden. Nachteil ist die geringe Verfügbarkeit von Mieterstrom. Bei enyway können dagegen alle Mieterinnen und Mieter in Deutschland profitieren, indem sie den Bau einer PV-Anlage unterstützen und im Gegenzug Strom zum Einkaufspreis erhalten.

Wie kann ich in den Bau oder die Nutzung einer Solaranlage investieren?

Eine Möglichkeit ist der Kauf von Aktien von Unternehmen, die Solar- und Windparks erwerben und diese betreiben. Zu nennen sind hier Unternehmen wie Encavis oder 7C Solarparken. Eine weitere Möglichkeit ist die direkte Investition in den Bau einer PV-Anlage, z. B. über Energie-Genossenschaften oder Crowdfunding-Projekte von econeers. Auch enyway bietet die Möglichkeit, sich mit bereits kleinen Beträgen indirekt am Bau einer Photovoltaik-Anlage zu beteiligen. Das Besondere: Allen Mitmachenden bietet enyway für längere Zeiträume an, ihren Strom zum Einkaufspreis zu beziehen. Außerdem erhalten sie einen jährlichen Solarertrag.

Wozu wird ein Wechselrichter benötigt?

Wechselrichter der Firma SMA
Wechselrichter der Firma SMA

Prinzipbedingt kann mit Solarzellen nur Gleichstrom produziert werden. Die öffentliche Stromversorgung und das Netz im Haushalt werden jedoch mit Wechselstrom betrieben. Um den Strom aus der Photovoltaik-Anlage nutzen zu können, muss er daher in Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Wechselrichter. Ein wichtiges Ziel hierbei ist es, die Energieverluste bei der Umwandlung zu minimieren. Bekannte Hersteller von Wechselrichtern sind Firmen wie SMA oder SolarEdge.

Müssen Solarzellen gereinigt werden?

Die meisten Verunreinigungen (z. B. Staub oder Ruß) werden vom Regenwasser entfernt. Das funktioniert umso besser, je stärker die Anlage geneigt ist. Um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen, sollte die Leistung der Anlage regelmäßig überprüft werden. Bei einem stetigen Leistungsabfall kann es sinnvoll sein, die Anlage regelmäßig (z. B. alle zwei Jahre) zu reinigen bzw. reinigen zu lassen. Besondere Sorgfalt ist geboten, wenn die Verschmutzungen die Oberflächen chemisch angreifen können (z. B. bei Vogelkot). In diesem Fall sollte die Anlage in kürzeren Abständen gereinigt werden.

Ab welcher Temperatur sinkt die Effizienz einer PV-Anlage wieder?

Die vom Hersteller angegebene Leistung und der Wirkungsgrad beziehen sich auf eine Zelltemperatur von ca. 25 Grad Celsius. Steigt die Zelltemperatur weiter an, sinkt der Wirkungsgrad eines Solarmoduls um circa 0,25 bis 0,45 Prozent pro Grad. Das ist auch der Grund weshalb Rekord-Einspeisewerte eher an sonnigen und klaren Frühlingstagen gemessen werden und nicht im Sommer, wie etwa im Rekordjahr 2018.

Wie ist die Ökobilanz von Solarzellen?

Solarmodule in der Nahaufnahme
Die Ökobilanz von Solarzellen ist positiv

Laut Fraunhofer ISE liefern Module von Solaranlagen deutlich mehr Energie als ihre Produktion erfordert hat. Bezogen auf eine angenommene Lebensdauer von 25 Jahren dauert es ca. 2,5 Jahre bis sich Solarzellen energetisch amortisiert haben. Darüber hinaus sind hohe Recyclingraten von bis zu 95 Prozent möglich und auch ökonomisch sinnvoll. Die Ökobilanz von Solarzellen ist somit ausgesprochen positiv.

Welches sind die größten Hersteller von Solarzellen?

Die weltgrößten Hersteller von Solarzellen und Solarmodulen kommen aus China oder produzieren dort. Einer der größten Hersteller von Solarzellen ist die Firma JinkoSolar mit einem Weltmarktanteil von ca. 10 Prozent und einem Umsatz von 3,5 Mrd. Euro im Jahr 2018. Ebenfalls zu nennen ist Canadian Solar mit einem Marktanteil von ca. 7 Prozent. Aufgrund der immer geringeren Margen fand in den letzten Jahren eine Marktbereinigung statt, die unter anderem dazu führte, dass deutsche Hersteller vom Markt praktisch verschwunden sind.

Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Gewerbebetriebs
Sonnige Aussichten für die Energiewelt der Zukunft

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