Photovoltaik: Eigenen Strom erzeugen

Solarstrom mit Photovoltaik: Entscheidungshilfen, Gründe, Förderungen und Kosten im Überblick

Können wir tatsächlich weg von fossilen Energien? Diese Frage erhitzt zuweilen die Gemüter. Doch bei der Entscheidung geht es nicht allein um die fossilen Energieträger, vielmehr geht es – und darauf sollten Verbraucher ihren Fokus legen, um den eigenen Lebenskomfort. Tatsache ist, dass mit Photovoltaik der Alltag um ein Vielfaches einfacher wird. Denken wir dabei nur an die etwas anstrengenden Tag- und Nacht- sowie Wochenendtarife, um bei günstigeren Preisen die Wäsche waschen zu können. Damit ist mit Photovoltaik Schluss. Denn die Sonneneinstrahlung in ganz Deutschland beschert uns ausreichend Sonnenenergie, um das ganze Haus mit Strom zu versorgen. Durchschnittlich liegt die jährliche Sonneneinstrahlung zwischen 800 und 1100 kWp pro Quadratmeter. Mit Solarmodulen auf dem Dach und einem entsprechendem Stromspeicher sind Familien also bestens versorgt.

Vielmehr gibt es dann noch die Möglichkeit, überschüssigen Strom einzuspeisen. Mit der derzeitigen Einspeisevergütung von 8 Cent pro Kilowattstunde wird sicher niemand reich, dennoch hat die Einspeisung den Vorteil, dass regelmässig für die nächsten 20 Jahre Geld in die Familienkasse kommt. Die Energiegewinnung durch Solaranlagen gewinnt aufgrund dessen deutlich an Popularität. Insbesondere seit der Überarbeitung des EEG 2023, das Hauseigentümern nunmehr erlaubt, Eigenverbrauch und Einspeisung parallel laufen zu lassen. Dieser Schritt war längst überfällig und sorgt nun bei vielen Eigenheimbesitzern für ein deutlich „Ja!“ zu Photovoltaik.

Der Inhalt im Überblick

• Deshalb gewinnt Photovoltaik an Popularität
• Grundlegende Informationen zu Photovoltaik
• Grundlagen Photovoltaik: Der Photoeffekt
• Die Vorteile einer Photovoltaikanlage
• Neuerungen des EEG erlauben höhere Nutzung
• Mit Photovoltaik die Zukunft des Familienalltags gestalten
• Was spricht für die Installation einer Solaranlage?
• Stromspeicher richtig dimensionieren
• Nutzungsdauer von Photovoltaikanlagen
• Photovoltaik und Mobilität
• Bauliche Voraussetzungen für Photovoltaik
• Zusammengefasst: Vor- und Nachteile von Photovoltaik
• Kosten und Nutzen einer PV-Anlage

Deshalb gewinnt Photovoltaik an Popularität

Zum einen springt dem Betrachter sofort die doch relativ simple Technologie ins Auge, gleichbedeutend mit einfachen Voraussetzungen zur Installation. Ein intaktes Dach gilt als die physikalische Grundvoraussetzung um eine Solaranlage zu installieren. Mittlerweile ist die Technologie so weit vorangeschritten, dass Solarmodule auch an Fassaden montiert werden können, wenn die örtlichen Gegebenheiten nicht optimal sind oder die Fassade einen deutlichen Vorsprung zur Energiegewinnung zeigt. In diesem Falle sprechen wir von der optimalen Dachausrichtung bzw. Fassadenausrichtung, die die Energiegewinnung an Gebäuden deutlich beeinflusst.
Mit der Installation der PV-Anlage sinken schlagartig die Stromkosten. Ein wirtschaftlicher Fakt, der wahrscheinlich für die meisten aller Solaranlagenbetreiber ausschlaggebend ist. Und sie haben Recht. Denn es muss damit gerechnet werden, dass die ohnehin extrem hohen Stromkosten weiter ansteigen. Auf die Laufzeit von 20 Jahren betrachtet, kann man mit absoluter Sicherheit sagen. Denn Rückblicke auf vergangene Jahrzehnte zeigen, dass es in einem solchen Zeitraum nie einen Rückgang der Energiepreise gegeben hat. Aus diesem Grund wird immer wieder nach den Kosten einer Photovoltaikanlage gefragt. Im gleichen Augenblick sollten potenzielle PV-Anlagen Käufer auch immer einen Blick auf Solar Förderungen und Einspeisung werfen, um den Anschaffungspreis wieder zu relativieren.

Da sich die Ersparnis der Stromkosten nur dann lohnt, wenn die Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher gekoppelt ist, entstehen auch hier Fragen nach der Größe und Kosten. Doch es geht nicht nur allein um die Anschaffungskosten. Denn Familien, die in den nächsten Jahren weitere Anschaffungen planen, die mit beachtlichem Stromverbrauch verbunden sind, sollten eher diesen Punkt in die Gesamtbetrachtung einbeziehen. Hierbei geht es wieder um den eingangs angesprochenen Lebensstandard, der sich mit Photovoltaik deutlich erhöht. So wird der Bau eines überdachten Swimmingpools den Familienalltag spürbar verbessern. Insbesondere dann, wenn der Pool nicht nur in den Sommermonaten, sondern ganzjährig genutzt werden kann. Dies wird dank Solarmodulen und Stromspeicher möglich, ohne dass dabei hohe Stromkosten entstehen. Dieses Beispiel verdeutlicht nur zu gut die Vorteile von Photovoltaik.

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Photovoltaik Aufdachanlage mit ca. 4 kWp (Kilowatt Peak)

Grundlegende Informationen zu Photovoltaik

Jeder spricht davon, doch wissen tatsächlich alle, was genau Photovoltaik ist und wie sie funktioniert? Werfen wir einen Blick hinter die Kulissen und zeigen auf, wie Photovoltaik funktioniert und wie sie im modernen Alltag angewendet wird.

Mit der Photovoltaik Technologie wird Sonnenlicht in nutzbaren Strom umgewandelt. Zum Einsatz kommt dabei der photoelektrische Effekt. Diese Umwandlung erfolgt in den einzelnen Solarzellen, die in einem Modul miteinander verbunden sind.

Hinter dem Namen Photovoltaik liegt das Prinzip, aus Sonneneinstrahlung kostenlos Strom zu gewinnen. Das Wissen um die Kraft der Sonnenenergie ist nicht neu. Schon seit der Antike wissen die Menschen, die Kraft der Sonne zu nutzen. In unserem Falle sprechen wir natürlich von der Weiterentwicklung, dem Photoeffekt der Photovoltaik Grundlagen.

Grundlagen Photovoltaik: Der Photoeffekt

Man muss nicht Physik studiert haben, um die Vorgänge im Innern von Solarzellen zu verstehen. Hier finden Sie eine einfach Erklärung, wie Photovoltaik funktioniert.

Solarzellen nehmen das Sonnenlicht auf und erzeugen im Inneren elektrischen Strom. Im Anschluss daran wandelt der Wechselrichter diesen Gleichstrom in Wechselstrom, womit dieser sofort im Haus nutzbar ist. Um diesen gesamten Prozess besser zu verstehen, ist es hilfreich, etwas tiefer in die Thematik einzutauchen.

Sonnenlicht besteht aus Photonen, die kleinen unteilbaren Energiepaketen ähneln. Gleichzeitig wird beim Sonnenlicht die Lichtfrequenz von der Lichtintensität unterschieden. Je heller der Sonnenschein, umso höher ist die Intensität des Lichts mit entsprechend mehr Photonen, also kleinen Energiepaketen.

Der für den Menschen sichtbare Bereich des Lichts hat eine Frequenz zwischen 380 und 780 Nanometern. Das Farbspektrum des Lichts ist von Blau bis Grün und Gelb bis Rot breit gefächert. Hohe Frequenzen sind energiereicher als längere. So hat eine rote Lichtstrahlung eine relativ lange Wellenlänge von 780 Nanometer, somit eine geringe Frequenz. Demgegenüber hat blaues Licht mit 380 Nanometern eine weitaus höhere Frequenz und energiereicher als rotes. (Weshalb unter anderem Blaufilter an Desktops und Handys verwendet werden. Das blaue Licht enthält viel Energie, was in den Abendstunden nicht hilfreich ist, um zur Ruhe zu kommen.)

Die Vorteile einer Photovoltaikanlage

Dank wachsender Nachfrage und verbesserter Technologie sind die Preise für Photovoltaikanlagen in den letzten 20 Jahren deutlich gesunken. In Deutschland hat sich die Anzahl der Photovoltaikanlagen in dieser Zeit um ein Vielfaches erhöht. Wer schon vor Jahren in Solarstrom investierte, genießt den kostenlosen Strom vom Dach. Der Kostenfaktor Strom wird auch zukünftig einer der wichtigsten Punkte beim Kauf einer Photovoltaikanlage sein.

Neuerungen des EEG 2023 erlauben höhere Nutzung

In der Vergangenheit gab es oft die Frage nach der doppelten Nutzung einer Solaranlage. Also Eigenverbrauch und Einspeisung gleichzeitig. Bisher war dies nicht möglich, da die Bundesregierung die Ansicht vertrat, Photovoltaik-Anlagenbetreiber würden bereits den Vorteil des kostenlosen Stroms haben. Dieser überaus wichtige Punkt wurde mit dem EEG 2023 überarbeitet und neu gestaltet. Demnach ist die doppelte Nutzung der Photovoltaikanlage nun möglich. Davon profitieren insbesondere Hauseigentümer mit großen Dachflächen, die einerseits ihren Strom nutzen und gleichzeitig Einnahmen durch die Einspeisevergütung erzielen. Wer sich auf dieses Konzept einlässt, wird eine zügige Amortisation erreichen und kann 20 Jahre lang mit den Einnahmen Geld verdienen. Die Höhe dieses Einkommens hängt natürlich immer von der Größe des Daches und der Anzahl der Solarmodule ab.

Mit Photovoltaik die Zukunft des Familienalltags gestalten

Deutlicher werden die Vorteile mit einem Blick in die Zukunft. Denn Haus- und Gartenbesitzer können auch zu späteren Zeitpunkten Projekte umsetzen, die aufgrund der Stromkosten einfach zu kostspielig waren. Das mag bei dem einen die üppige Weihnachtsbeleuchtung sein, bei dem anderen ein privater Wellnessbereich mit Sauna und Swimmingpool. Wurden bis jetzt Geräte meist unter dem Aspekt des Stromverbrauchs ausgewählt, spielt dieser jetzt nur die zweite Rolle. Denn die eigene Solaranlage versorgt das gesamte Haus und Garten mit dem benötigten Strom.

Natürlich spielen bei der Entscheidung pro Photovoltaik auch ökologische Punkte eine Rolle. Solarstrom ist in seiner Herstellung absolut umweltfreundlich, verbraucht keinerlei Ressourcen und hinterlässt nach der Stromerzeugung keine Rückstände bzw. Emissionen.
Zudem ist die Quelle des Stroms, das Sonnenlicht, unerschöpflich und immer vorhanden. Niemand muss sich fragen, ob die Quellen für Solarstrom auch noch in 20 Jahren verfügbar sind. Denn die Sonne wird auch in 200 Jahren täglich aufgehen.

Hinzu kommt, dass auch die Technologie der Solarmodule und Solarzellen stetig verbessert wird. Schon heute bietet der Markt Hochleistungsmodule, die das Sonnenlicht auch bei ungünstiger Lage des Gebäudes oder bewölkten Tagen aufnehmen und Strom produzieren. Davon profitieren Verbraucher, die je nach Standort und Region den selbst erzeugten Strom nutzen können.

Was spricht für die Installation einer Solaranlage?

Zweifelsohne suchen immer mehr Verbraucher Wege in die Unabhängigkeit. Mit den hohen Preissteigerungen der letzten Jahre wird nicht nur ein riesiges Loch in das monatliche Budget gerissen. Auch das Vertrauen in Stromanbieter ist ein Stück weit verloren gegangen. Selbst wenn eine 100%ige Energieunabhängigkeit nicht immer möglich ist, so reduziert sich der Kostenaufwand für monatliche Stromabrechnungen um mindestens 70 Prozent. Diese Art der privaten Kostenregulierung stellt die bessere Option dar, zumal damit gerechnet werden muss, dass die Strompreise auch weiterhin ansteigen.

Strom, der nicht genutzt werden kann, weil beispielsweise der Stromspeicher gut gefüllt ist, wird dann an den Stromanbieter abgegeben. Über diese Einspeisung in das öffentliche Netz werden Einnahmen erzielt, mit der die Familienkasse aufgebessert wird. In diesem Zusammenhang sollten Verbraucher immer die langfristige Perspektive von 20 Jahre sehen. Denn selbst geringe Einnahmen können in Zeiten von Inflation und Preissteigerungen positive Auswirkungen auf das monatliche Einkommen haben. Aus diesem Grund lohnt es sich, die Förderungen des EEG beim Kauf einer Photovoltaikanlage auszuschöpfen.

Stromspeicher richtig dimensionieren

Die Anschaffung von Photovoltaikanlagen wird seitens des EEG 2023 insbesondere für private Haushalte und PV-Anlagenbetreiber bis 30 kWp besonders unterstützt. Schon deshalb sollte bei der Konfiguration der gesamten Anlage besonderes Augenmerk auf den Stromspeicher gelegt werden. Auch wenn dieser in der Anschaffung einen beachtlichen Kostenpunkt darstellt, so lohnt sich die Investition auf mehreren Ebenen. Energieberater erstellen eigens für den Stromverbrauch individuelle Speicherkonzepte, die den gesamten bzw. zukünftigen Verbrauch ermitteln und die notwendige Größe des Stromspeichers berechnen. Mit der passenden Größe kann der Eigenverbrauch an Solarstrom deutlich erhöht werden, was die Amortisationszeit verkürzt.

Merke: Je mehr Solarstrom im eigenen Haushalt verbraucht wird, umso höher ist die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage.

Photovoltaikanlagen ohne Stromspeicher sind gegenwärtig nicht mehr zu empfehlen. Der Stromerzeugungspreis mit der PV-Anlage ist deutlich niedriger als Stromkosten regionaler Anbieter. Aus diesem Grund ist es mehr als sinnvoll, den Eigenverbrauch von Strom mit einem Batteriespeicher dauerhaft zu erhöhen. Letztendlich sinken auch die Kaufpreise von Speichern in den letzten Jahren deutlich. Die hohe Nachfrage regelt hier auf natürliche Weise den Marktpreis. Mit einem höheren Speicher sinken gleichzeitig auch die Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde Solarstrom. Diese Bilanz hat entscheidenden Einfluss auf Ein- oder Mehrfamilienhäuser, denn insgesamt können auch andere Posten wie Gas- oder Heizkosten durch einen größeren Stromspeicher reduziert werden.

Nutzungsdauer von Photovoltaikanlagen

Alle Komponenten von Photovoltaikanlagen verfügen über eine hohe Lebensdauer. So sind hochwertige PV-Komponenten auf eine Nutzung von wenigstens 20 Jahre ausgelegt. Viele Hersteller von Solarmodulen, Wechsrichtern und Stromspeichern geben die Nutzungsdauer von 20 Jahren an. In Kombination mit einem Wartungsvertrag erhalten Verbraucher häufig sogar eine Garantiezeit von diesen 20 Jahren.

Solche langen Garantiezeiten sind möglich, da die Elemente einer PV-Anlage sowie ihr Betrieb sehr wartungsarm sind. Somit fallen auch die Betriebskosten solcher Anlagen gering aus. In der Regel sprechen wir von ca. 100 – 150 Euro pro Jahr, je nach Größe der Photovoltaikanlage. Wärmepumpen haben etwas höhere Wartungskosten von ungefähr 150 bis 200 Euro jährlich. Der Preis richtet sich immer nach dem Umfang aller Arbeiten zur Pflege und Wartung. Werden Anlagen ein- bis zweimal jährlich gereinigt und überprüft, gibt es selten Reparaturen oder gar Ausfälle.

Photovoltaik und Mobilität

Elektrofahrzeuge werden immer beliebter. Das gilt nicht nur für das E-Auto, sondern insbesondere auch für E-Bikes, E-Roller und E-Scooter. Und da es auch in diesem Marktsegment bereits hohe Preissenkungen gab, ist davon auszugehen, dass sich immer mehr Familien Elektrofahrzeuge zulegen. Wie praktisch, wenn dann die Wallbox am eigenen Haus montiert ist und über die Photovoltaikanlage läuft. Das bedeutet, höhere Mobilität und geringere Kosten. Wer das Auto stehenlässt um mit dem E-Scooter zur Arbeit zu fahren, spart Benzinkosten, Parkplatzgebühren und Versicherung. Das kostenlose Auftanken direkt von Zuhause könnte nicht bequemer sein. Wer den Kauf von Elektrofahrzeugen plant oder bereits ein E-Auto in der Garage hat, sollte bei der Planung der PV-Anlage den dafür benötigten Strom mit einberechnen.

Bauliche Voraussetzungen für Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen stellen gewisse Anforderungen zur Installation auf dem Dach oder der Fassade. Bei 90 Prozent aller Gebäude sind diese Voraussetzungen jedoch von vornherein erfüllt. In erster Linie ist ein intaktes Dach die wichtigste Voraussetzung. Es sollte nicht älter als 20 Jahre und frei von jeglichen Schäden sein. Im Grunde genommen erfüllen alle Häuser diesen Parameter, da es ansonsten zu Wasserschäden im Haus kommen würde. Bei alten Gebäuden ist in der Regel eine Dachsanierung fällig, hier kommt es darauf an, zuerst das Dach zu sanieren, die Statik zu überprüfen um im Anschluss die Photovoltaikanlage zu planen. Ideal ist eine Südausrichtung des Daches, was jedoch nicht bedeutet, dass Gebäude mit anderer Ausrichtung nicht geeignet seien. Ideal bedeutet in diesem Falle nur, dass es die beste Ausrichtung ist.

Dachneigung, Dacheindeckung sowie Dachart spielen ebenfalls eine Rolle bei der Planung. Dachfenster sind unproblematisch, können jedoch die Fläche zur Installation der Solarmodule reduzieren. Hier hilft ein Solarteuer bei der Berechnung der notwendigen Fläche und der auszuwählenden Solarmodule.

Zusammengefasst: Vor- und Nachteile von Photovoltaik

Vorteile

1. Es wird sauberer, umweltfreundlicher Strom erzeugt.
2. Die Quelle für Solarstrom ist unerschöpflich.
3. Keine belastenden Emissionen oder Rückstände
4. Größere Unabhängigkeit hinsichtlich der Preisentwicklung
5. Die Möglichkeit, Einnahmen durch die Einspeisevergütung zu erzielen
6. Unterschiedlichste Speicherkonzepte für jeden Bedarf
7. Hohe Nutzungsdauer von mindestens 20 Jahren
8. Lange Garantiezeit von 20 bis 25 Jahren
9. PV-Komponenten sind wartungsarm mit niedrigen Betriebskosten
10. Die Möglichkeit, mit der Wallbox die eigenen Elektrofahrzeuge zu betanken
11. Hohe Flexibilität durch erweiterbare Module und Stromspeicher

Nachteile

1. wechselnder Stromertrag über das Jahr hinweg
2. Hohe Anschaffungskosten, die jedoch über Förderungen reduziert werden können
3. Der Zeitpunkt bis zur Amortisation verschiebt sich mit höherer Investition nach hinten
4. Nachlassende Leistung während der Laufzeit von 20 Jahren. Diese beträgt nach
5. Herstellerangaben ca. 10 Prozent.

Kosten und Nutzen einer PV-Anlage

Grundsätzlich muss der Betrieb einer Photovoltaikanlage aus langfristiger Sicht betrachtet werden. Konzipiert sind solche Anlagen für die Nutzung von wenigstens 20 Jahren. Es reicht also keinesfalls aus, die gegenwärtige Situation hinsichtlich der Strompreise zu bewerten. Vielmehr ist der Langzeiteffekt der Stromerzeugung entscheidend. Die durchschnittliche Leistung von 800 bis 1000 kWh Strom im Jahr bei einem 1 kWp einer PV-Anlage lässt großen Freiraum zur Eigennutzung des Stroms oder zur Einspeisung. Im besten Falle sogar beides, denn mit dieser doppelten Nutzung können die Investitionskosten in absehbarer Zeit wieder eingespielt werden.