Energie erzeugen mit Photovoltaikanlagen

Schon seit Jahren bietet Photovoltaik den kostengünstigsten Weg, elektrischen Strom zu erzeugen. Doch mit Beginn des Ukraine-Kriegs, mit der Verknappung von Gas und dem enormen Anstieg des Strompreises hat sich die Nachfrage nach Balkonkraftwerken und privaten PV-Anlagen rasant erhöht.

Planen Sie, eine Photovoltaikanlage anzuschaffen? Die gute Nachricht: Es war nie einfacher, eigenen Strom zu erzeugen. Der Charme der Photovoltaik liegt darin, dass Sie nicht darauf warten müssen, bis die Regierung, die Energieversorger oder die Industrie den Umstieg forcieren. Sie können schon heute selbst handeln.

Hier erfahren Sie, wie Photovoltaik funktioniert, ob sich ein Umstieg lohnt, welche Anlage am besten zu Ihnen passt und was der Unterschied zwischen Solaranlagen und Balkonkraftwerken ist. Nehmen Sie die Energiewende selbst in die Hand!

Wie eine Photovoltaikanlage funktioniert

Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarzellen, auch photovoltaische Zellen genannt, die aus Sonnenlicht Strom erzeugen. Dabei unterscheidet man zwischen den zwei Typen monokristallin und polykristallin sowie verschiedenen Herstellungsverfahren. Ein Photovoltaikmodul verpackt mehrere derartige Zellen unter einer Glasplatte. Die maximale Leistung eines solchen Moduls wird in Wp (Watt Peak) angegeben.

Je nachdem, wo Sie wohnen und in welcher Ausrichtung Sie die Module montieren, lässt sich der zu erwartende jährliche Energieertrag berechnen. Eine grobe Faustformel ist, dass Sie für jedes kWp (Kilowatt Peak) etwas weniger als 1000 kWh Strom pro Jahr erzeugen können. Eine für Einfamilienhäuser übliche Anlagenleistung von 5 bis 15 kWp (Kilowatt Peak) erzielen Sie über 12 bis 40 PV-Module auf Ihrem Dach mit einer durchschnittlichen Größe von je 100x170 cm².

PV-Module liefern Gleichstrom, im Haushalt ist aber Wechselstrom erforderlich. Deshalb benötigt jede PV-Anlage einen Wechselrichter, ein Gerät zur Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom. Damit PV-Module eine maximale Leistung liefern, wird durch Maximum Power Point Tracking (MPPT) der Lastwiderstand angepasst. Das ist notwendig, weil PV-Module ihr Verhalten je nach Sonneneinstrahlung und Temperatur ändern.

Exkurs: Von der Solarzelle zum Photovoltaikmodul

Die Physik betrachtet Licht gleichzeitig als elektromagnetische Welle und als Teilchenstrahlung. Die Photovoltaik wird gemäß der zweiten Sichtweise erklärt: Wenn Lichtteilchen (Photonen) auf Metalle oder Halbleiter treffen, können die Photonen dort gebundene Elektronen freisetzen. Es fließt Strom.

In den 1950er-Jahren gelang es den Bell Laboratories, eine photoelektrische Zelle auf der Basis eines Siliziumhalbleiters zu produzieren: 2 cm² groß und mit einem Wirkungsgrad von gerade einmal 6 %. Heute gibt es Solarzellen in den unterschiedlichsten Ausprägungen, wobei sich der Wirkungsgrad wesentlich verbessert hat. In der Forschung ist das oberste Ziel, den Wirkungsgrad zu erhöhen, also möglichst große Teile der Sonnenstrahlung in elektrischen Strom und nicht in Wärme umzuwandeln. Laborprototypen erreichen Wirkungsgrade bis zu 50 Prozent. Allerdings lassen sich solche Zellen noch nicht kostengünstig herstellen. Ein Problem mancher Versuchszellen besteht außerdem in einer zu kurzen Lebensdauer. Deswegen ist zu erwarten, dass die aktuell gebräuchlichen c-Si-Zellen den Markt auch in den nächsten Jahren dominieren werden.

Zur Produktion von Solarzellen für PV-Module wird Silizium gereinigt und geschmolzen. Der resultierende Stab wird in sehr dünne Scheiben zerschnitten und an der Oberfläche chemisch behandelt. Die resultierenden Scheiben werden rechteckig oder quadratisch zugeschnitten. Die charakteristisch dunkelblaue bzw. fast schwarze Farbe kommt durch eine Antireflexschicht zustande: Das Licht soll, so gut es geht, von der Solarzelle absorbiert und nicht zurückgestrahlt werden. In einem PV-Modul werden mehrere Solarzellen kombiniert. Ein übliches Modul besteht aus 20x6 Halbzellen mit einem Gesamtmaß von rund 170x100 cm². Zusammen mit einer Glasplatte und einem Aluminiumrahmen wiegt ein derartiges PV-Modul rund 20 kg.

Must-have: Wechselrichter

PV-Module erzeugen Gleichstrom. Aus den Steckdosen im Haushalt fließt allerdings Wechselstrom. Die Aufgabe des Wechselrichters ist es, den Gleichstrom der PV-Module kompatibel zum Wechselstrom im Haus zu machen. Der Wechselstrom soll die gleiche Spannung wie der Strom Ihres Energieversorgungsunternehmens (EVU) ausweisen. Außerdem muss der PV-Strom exakt die gleiche Frequenz wie der EVU-Strom haben und zu diesem vollkommen synchron sein. Das ist wichtig, damit alle Ihre Elektrogeräte mit Solarstrom funktionieren und damit beim Einspeisen von Strom in das Netz des EVU keine Netzschwankungen auftreten.

Schließlich muss der Wechselrichter mit einer Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen ausgestattet sein. Der Wechselrichter trennt sich dadurch bei einem Stromausfall sofort mit allen Leitungen vom Netz. Das garantiert, dass der Wechselrichter keinen Strom in das ausgeschaltete bzw. ausgefallene Netz einleitet. Eine Ausnahme von dieser Regel sind Notstromfunktionen.

Energie speichern: Eigenverbrauch vs. Einspeisen

Das Grundproblem ist schnell skizziert: Die Sonne scheint nur tagsüber, Sie brauchen den Strom aber auch abends, in der Nacht und morgens. Nutzung und Ertrag stimmen daher nicht immer überein. Was bleibt, sind Zeiten mit zu viel und andere Zeiten mit zu wenig PV-Ertrag. Sie haben zwei Möglichkeiten damit umzugehen:

1. Passen Sie Ihre Nutzung an den Ertrag an. Im einfachsten Fall speisen Sie überschüssigen Strom tagsüber in das Netz Ihres Energieanbieters ein. Wenn Ihre PV-Anlage abends oder morgens weniger Strom produziert, als Sie benötigen, verbrauchen Sie Strom Ihres Energieanbieters. Sie sollten versuchen, möglichst viele energieintensive Vorgänge tagsüber zu erledigen, also z. B. die Waschmaschine mittags einschalten oder das Warmwasser tagsüber erwärmen.
2. Speichern Sie Energie tagsüber und verbrauchen Sie sie nachts. Überschüssige PV-Energie verwenden Sie dabei zur Tagesmitte zum Laden eines Stromspeichers. Sobald die Sonne untergeht, speisen Sie Ihren Haushalt mit Strom aus dem Speicher. Bei entsprechender Dimensionierung sind Sie mit einem derartigen System vier Monate nahezu komplett autark. Für weitere zwei bis vier Monate beziehen Sie sehr wenig Strom von Ihrem Energieversorger.

Aktuell gibt es drei Technologien zur Realisierung von Speichersystemen. Der Lithium-Ionen-Speicher, den Sie von Ihrem Smartphone kennen, ist der populärste. Nur für Nischenanwendungen sind Blei-Säure-Akkus, traditionelle Auto-Batterien, geeignet. Eine ökologisch interessante, aber noch kaum verbreitete Technik sind Salzwasserspeicher.

Balkonkraftwerke: Die Mini-Solaranlagen

Ob Mieter, Eigentürmer einer Mietwohnung oder Hausbesitzer: Für die Eigenversorgung im Haushalt ist es mittlerweile auch ohne Hinzuziehung eines Profis möglich, sich eine Photovoltaikanlage einzurichten. Die einzelnen Bauteile sind reguliert und zertifiziert, die Steckverbindungen genormt, und die Prozesse für Anmeldung und Inbetriebnahme wurden in den letzten Jahrzehnten standardisiert und optimiert. Der Weg in die Photovoltaik ist geebnet.

Ein Balkonkraftwerk funktioniert nach denselben Prinzipien wie größere PV-Anlagen. Es besteht im Kern aus einem kleinen Wechselrichter, der von einem oder einigen wenigen Solarmodulen mit Energie beliefert wird. Darüber hinaus können unterschiedliche Anschlüsse, Montagesysteme und sogar Speichersysteme enthalten sein. Der entscheidende Unterschied zwischen dem Balkonkraftwerk und anderen Typen von Solaranlagen ist die geringe Größe. Das liegt an der Leistungsbegrenzung der Wechselrichter sowie dem häufig nur geringen verfügbaren Platz für ihren Betrieb. Daher hat der Markt für Balkonkraftwerke bereits vor Jahren vollständig auf hocheffiziente monokristalline Module umgestellt.

Das Gerät muss sich nicht zwingend am Balkon befinden. Häufig bieten ein Garagendach, eine wenig genutzte Terrasse, der heimische Garten oder ein anderes sonniges Plätzchen sogar einen besseren Ort für die kleinen Kraftwerke. Daher begegnen Sie ihnen auch unter Bezeichnungen wie Gartenkraftwerk, Stecker-PV oder Mini-Solarkraftwerk. Die beiden wesentlichen Unterscheidungsmerkmale für die Geräte dieser Klasse sind, dass sie durch Laien erworben, registriert, montiert und angeschlossen werden können und in erster Linie der Eigenversorgung dienen. Da die Eigenversorgung im Vordergrund steht, ist hier im Normalfall auch keine Vergütung für eventuell eingespeisten Strom vorgesehen.

Lohnt sich ein Balkonkraftwerk?

Ja. Denn neben den reinen Materialkosten fallen keine weiteren Aufwendungen an. Wo für größere PV-Anlagen Solarteure, Gerüstbauer, Elektriker und Statikerinnen ihre kostspielige Expertise und Arbeitskraft einbringen müssen, können die notwendigen Schritte bei einem Balkonkraftwerk von Ihnen selbst durchgeführt werden. Das sorgt dafür, dass ein Balkonkraftwerk bei Stromentstehungskosten, Amortisierungszeiten und anteiliger Rendite weit vorteilhafter als eine durchschnittliche Aufdach-Photovoltaikanlage sein kann. Erzeugt das Balkonkraftwerk weniger als gerade benötigt, so wird der Rest wie gewohnt aus dem Stromnetz bezogen. Erzeugt es hingegen mehr, so fließt der Überschuss einfach über den Stromzähler ab. Technisch ist das kein Problem, kann aber bei der Ablesung zu Herausforderungen führen. Mehr dazu → Muss ich ein Balkonkraftwerk anmelden?

Welches Balkonkraftwerk passt zu mir?

Damit sich ein Balkonkraftwerk lohnt, muss es zum eigenen Bedarf passen. Ein Modell mit zu geringer Leistung bringt insgesamt nur eine geringe Ersparnis. Zu viel Leistung jedoch kann im Haushalt nicht immer verbraucht werden und erzeugt Überschüsse, die einfach ins Stromnetz abfließen, ohne sich auf die eigene Rendite auszuwirken. Es gibt eine große Auswahl an Balkonkraftwerken, welche sich in Leistung, Modultechnologie, Montagelösungen, Anschlussart und diversen technischen Ergänzungen wie Speicher-, Mess-, Kommunikations- und Steuertechnologie unterscheiden.

Balkonkraftwerke haben Leistungen von 150 Watt bis über 1000 Watt. Sie unterscheiden sich entsprechend ihrer Leistung auch im Preis. Bevor Sie also blind zum leistungsstärksten oder aber zum günstigen Modell greifen, lohnt sich die Frage nach der richtigen Leistung für den eigenen Bedarf. Um den eigenen Gesamtverbrauch zu ermitteln, genügt eventuell ein Blick auf die Stromrechnungen oder ein Anruf beim Energieversorger. Den für das Balkonkraftwerk relevanten Grundbedarf hingegen können Sie nur selbst ermitteln. Aus ihm kann dann die sinnvolle Kraftwerkgröße berechnet werden. Dabei hilft eine Stichprobenmessung:

• Schalten Sie sämtliche Verbrauchsgeräte aus, die nicht zum Grundverbrauch gehören, wie etwa Leuchten, Waschmaschinen, Geschirrspüler etc.
• Verschaffen Sie sich Zugang zum Stromzähler und notieren Sie den genauen Zählerstand.
• Belassen Sie den Haushalt für einige Stunden in diesem Zustand.
• Notieren Sie den Zählerstand danach erneut, und teilen Sie die Differenz zum vorher gemessenen Wert durch die Zahl der Stunden zwischen den Messungen.
• Der Grundverbrauch pro Stunde in kWh multipliziert mit dem Faktor 2,5 entspricht in etwa der optimalen Geräteleistung in kWp.

Wie montiere ich ein Balkonkraftwerk und worauf muss ich bei der Ausrichtung achten?

Für ein Balkonkraftwerk gelten die Südausrichtung und ein Neigungswinkel von 20° und 40° als optimal hinsichtlich der erzielbaren Erträge. Das ist allerdings nicht immer auch mit der optimalen Eigenverbrauchsquote gleichzusetzen. Um diese und damit die Rentabilität eines Balkonkraftwerks zu optimieren, kann stattdessen ein Angleichen der Ertrags- an die Verbrauchskurve sinnvoll sein. Bei einem Balkonkraftwerk mit einem Modul haben Sie in dieser Hinsicht kaum eine Wahl. Die Südausrichtung ist hier der Königsweg. Sind allerdings mehrere Module vorhanden, so kann die Ost-/West-Aufständerung eine sinnvolle Alternative darstellen. Achten Sie jedoch auf Verschattung. Da Balkonkraftwerke häufiger dem Schattenwurf von Bäumen, Häusern und anderen Objekten ausgesetzt sind als Solarmodule auf Hausdächern, werden schattenresistente Modultechnologien bevorzugt. Halbzellenmodule etwa, deren Modulfläche in zwei unabhängige Hälften geteilt ist, sind aktuell der Standard.

Ein Balkonkraftwerk enthält dieselben Komponenten wie eine größere PV-Anlage. Allerdings sind durch die oft abweichende Nutzungsform einige Besonderheiten zu beachten, was Solarmodule, Wechselrichter, Anschlusstechnik und Montage angeht.

Um das Balkonkraftwerk sicher an seinem Betriebsort zu montieren, müssen Sie eine geeignete Montagelösung verwenden. Diese muss nicht nur für die Einbausituation geeignet sein, sondern muss auch allen Kräften wie Wind- und Schneelasten, UV-Einstrahlung, Regen, Frost und anderen Umwelteinflüssen, die auf das Balkonkraftwerk wirken, über viele Jahre standhalten. Universalsysteme, die für mehrere Montagesituationen geeignet sind, haben Seltenheitswert. Stattdessen wird meist zwischen Lösungen für Balkon und Fassade, solchen zum Stellen für Flach- oder Garagendach, Terrasse oder Garten und solchen für andere Dachformen unterschieden. Der Balkon bzw. die Fassade ist meist der augenfälligste Ort, ein Solarmodul anzubringen. Daher wundert es nicht, dass sich trotz vielfältigerer Optionen zur Nutzung der kleinen Anlagen der Begriff Balkonkraftwerk durchgesetzt hat. Die am häufigsten eingesetzten Module sind: besonders leichte und flexible Modultypen wie GFK oder ETFE, Glas-Folie-Module oder Glas-Glas-Module.

Wie nutze ich Überschüsse am besten?

Der erste Impuls zur Verwertung von Leistungsüberschüssen geht für gewöhnlich zum Speicher, genauer zum Batteriespeicher. Ob Sie einen Speicher benötigen, hängt von Ihrem Verbrauch ab. Denn die Erzeugungsleistung ist nur selten genau so hoch wie der momentane Energieverbrauch im Haushalt. Die begrenzte Lebensdauer und die noch immer recht hohen Kosten für geeignete Speicherlösungen sowie zusätzliche Kosten für Laderegler und weitere Komponenten tragen zur geringen Rentabilität bei. Herkömmliche Stromspeicher tragen somit bei Balkonkraftwerken im Standardbetrieb kaum zu einer stärkeren energetischen Unabhängigkeit bei.

Wenn es allerdings darum geht, bei Stromausfällen eine alternative Energiequelle nutzen zu können, helfen zum Beispiel Powerstations. Diese Batteriespeicher haben eine Speicherkapazität bis zu mehreren kWh. Sie werden wegen ihrer einfachen Handhabbarkeit auch gerne von Campern oder im Outdoor-Bereich verwendet. Im Notfall ermöglichen sie ein unkompliziertes Umstecken der vorhandenen Solarmodule und damit ihre Weiternutzung auch ohne Netzanschluss.

Ein anderer Weg, Überschüsse aus kleinen Solaranlagen nutzbar zu machen, ist deren Umwandlung in Temperaturveränderung, auch Power-to-Heat genannt. Neben tatsächlicher Wärmeerzeugung über Elektroboiler, Heizpatronen, Tauchsieder, Wärmepumpen und Infrarotheizungen ist auch die Erzeugung von Kälte, wie etwa über eine Klimaanlage oder ein Herunterkühlen des Gefrierschranks möglich. Als effektiv erweist sich außerdem die Nutzung überschüssiger Energie zum Laden kleinerer Mobilitätslösungen wie E-Bikes oder E-Rollern. Mit Ladeleistungen von wenigen Hundert Watt ist deren Ladevorgang bei guter Sonneneinstrahlung mit einem Balkonkraftwerk gut zu bedienen.

Muss ich ein Balkonkraftwerk anmelden?

Sie sind gesetzlich dazu verpflichtet Ihr Balkonkraftwerk bei Ihrem Netzbetreiber sowie beim Marktstammdatenregister anzumelden. Ihren lokalen Verteilnetzbetreiber informieren Sie zu potenziellen Einspeisungen und wegen eines möglicherweise anstehenden Zählertauschs. Wenn ein Balkonkraftwerk seine Überschüsse in das Netz einspeist, erhöht es den Anteil erneuerbarer Energie im Netz. Die Einspeisung kann zu einem Problem werden, wenn der Stromzähler des eigenen Haushalts keinen Rücklaufschutz aufweist. Bei Ferraris-Zählern zum Beispiel kann das Zählwerk bei Rückspeisung tatsächlich auch rückwärts drehen. Wenn man aufgrund eines rücklaufenden Zählers den tatsächlichen Verbrauch nicht mehr ermitteln kann, fehlt eine verlässliche Berechnungsgrundlage für diese Abgaben. Ein Rücklaufschutz im Zähler schafft hier Abhilfe. Heute wird in der Regel eine moderne Messeinrichtung mit Zweirichtungsmessung verbaut. Das ist ein digitaler Stromzähler, der über zwei Zählwerke verfügt, die die verbrauchte und die eingespeiste Energie separat messen und aufzeichnen.

Die Bundesnetzagentur ist u. a. damit beauftragt, die Entwicklung der Energiewende in Deutschland zu überwachen. Zu diesem Zweck wurde das Marktstammdatenregister geschaffen. In dieses Verzeichnis müssen sämtliche mit dem Stromnetz verbundenen, ortsfesten Anlagen zur Erzeugung und Speicherung erneuerbarer Energie sowie deren Betreiber eingetragen werden. Hierzu gehören nach aktuellem Stand auch Balkonkraftwerke. Bei der Registrierung ist auch der zuständige Netzbetreiber zu nennen. Dieser wird automatisch aus dem Marktstammdatenregister heraus über die Neuregistrierung von Anlagen benachrichtigt und erhält alle relevanten Daten. Eventuell verlangt er die Anpassung der eingetragenen Daten, etwa wenn sich das Datum für den Zählertausch und damit das offizielle Inbetriebnahmedatum verschieben. Die schließlich ausgestellte Registrierungsbestätigung kann als Nachweis bei der Beantragung von Fördergeldern vorgelegt werden.

Solaranlagen für Einfamilienhäuser

Die Planung einer PV-Anlage für ein Einfamilienhaus beginnt mit einer Bestandsaufnahme:

• Wie groß ist der jährliche Stromverbrauch?
• Ist zu erwarten, dass sich der Verbrauch in den nächsten Jahren ändert, weil Sie z. B. ein Elektroauto anschaffen oder die Heizung umstellen?
• Welche Voraussetzungen bietet das Dach?
• Welches Ziel hat die PV-Anlage, z. B. Eigenbedarf, Einspeisevergütung, Autarkie?

Bevor Sie mit der Planung einer PV-Anlage beginnen, sollten Sie wissen, wie viel Strom Sie verbrauchen und welche Geräte Ihres Haushalts davon welchen Anteil haben. Wenn Sie das Haus schon bewohnen, werfen Sie zur Ermittlung des Stromverbrauchs einfach einen Blick auf die letzte Jahresabrechnung Ihres Stromanbieters. Wenn Sie dagegen ein neues Haus planen, müssen Sie sich am Verbrauch an Ihrem aktuellen Wohnort orientieren und alle weiteren Faktoren abschätzen.

Eignet sich mein Dach für eine Photovoltaikanlage?

Ob Ihr Dach für Photovoltaik geeignet ist, hängt insbesondere von den Faktoren Ausrichtung, Neigung, Größe und Verschattung ab. Sie sollten außerdem bedenken, dass PV-Module 25 Jahre und länger funktionieren. Hält Ihr Dach so lange? Überprüfen Sie vorab den Zustand Ihres Dachs. Eine schon heute absehbare Sanierung sollten Sie auf jeden Fall durchführen, bevor Sie die PV-Module montieren. Für die Montage von PV-Modulen gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Sofern ein Schrägdach in geeigneter Neigung und Ausrichtung vorliegt, ist die Aufdachmontage naheliegend. Dabei werden auf dem Hausdach Aluschienen befestigt. Die Module werden dann in diesen Schienen verankert, indem Metallwinkel oder -haken unter den Dachziegeln direkt mit den Dachsparren verbunden werden.

Alternativ ist die Indachmontage geeignet, bei der die Module in die Dachoberfläche integriert werden. Das ist konstruktiv aufwendiger, ist jedoch optisch ansprechend und kann sparsamer sein, da die Module das herkömmliche Dach ersetzen. Die Indachmontage ist vor allem bei Neubauten eine Option. Ein funktioneller Nachteil ist die schlechtere Hinterlüftung, die dazu führt, dass die Module im Sommer deutlich heißer werden und weniger effizient arbeiten.

Das ideale Dach aus PV-Sicht ist ein Giebeldach mit einer großen, nach Süden geneigten Fläche ohne Schatten verursachende Anbauten. Auch eine Süd-Ost- oder Süd-West-Orientierung funktioniert gut. Wenn die Hauptflächen des Dachs primär in Ost- und Westrichtung weisen, ist es zweckmäßig, auf beiden Flächen PV-Module zu montieren. Zwar müssen Sie mit einem etwas niedrigeren Jahresertrag rechnen, dafür ist der Ertrag gleichmäßiger über den ganzen Tag verteilt. Das ist dann vorteilhaft, wenn Sie sich für eine PV-Anlage ohne oder nur mit einem relativ kleinen Stromspeicher entscheiden.

Bei einem Zeltdach laufen vier Dachflächen in einem Firstpunkt zusammen. Die jeweils dreieckigen Dachflächen erfordern eine versetzte Anordnung der Module. Außerdem müssen Sie die Module in zwei oder sogar drei Strängen verkabeln und brauchen dementsprechend einen Wechselrichter mit zwei oder drei MPP-Trackern.

Erheblich mehr Herausforderungen an die Montage von PV-Modulen stellt ein Flachdach, u. a. wegen der Aufständerung der Module, der Dachdurchdringung oder dem Ballastsystem. Am einfachsten wäre es, die Module einfach mit Schienen miteinander zu verbinden und auf das Dach zu legen. Aus der Sicht des Wirkungsgrads funktioniert das überraschend gut. Im Vergleich zur Idealausrichtung der Module (ca. 40° Neigung nach Süden) können Sie immerhin etwa 84 % des Jahresertrags erzielen. Dennoch ist diese Art der Montage unüblich: Die Module werden mangels ausreichender Hinterlüftung sehr heiß und arbeiten dann im Sommer mit einem geringen Wirkungsgrad. Zudem lagert sich auf den Modulen Staub und Schmutz ab, was den Wirkungsgrad weiter beeinträchtigt und zu Hotspots führen kann. Empfohlen wird daher eine aufgeständerte Montage mit ausreichend Abstand zwischen den Modulen, flach nach Süden orientierten Modulen oder abwechselnd nach Osten und Westen orientierten Modulen.

Darüber hinaus ist die Montage auf Terrassendächern, Balkonen, Fassaden oder freistehend im Grünland möglich. Bei der Montage einer PV-Anlage müssen Sie die statischen Voraussetzungen kontrollieren und mögliche Gefahrenquellen berücksichtigen. Dazu zählen Schnee, Wind oder Sturm, Hagel und Blitzschlag. Bei der Planung einer Anlage sollten Sie daher dringend diese Faktoren berücksichtigen und sich vorab informieren.

Lohnt sich der Umstieg auf eine Solaranlage für mich?

Ob sich der Umstieg auf eine PV-Anlage für Sie lohnt, hängt von diversen Faktoren ab. Ausschlaggebend ist in vielen Fällen die finanzielle Situation. Aber auch ökologische Bedenken können eine Rolle spielen.

Photovoltaik aus wirtschaftlicher Sicht

Photovoltaikanlagen lohnen sich aus rein finanzieller Sicht. Auf Basis der Preise von Ende 2022 spielt eine PV-Anlage Ihre Kosten innerhalb von 10 bis 12 Jahren ein. Bei Balkonkraftwerken gelingt dies sogar schneller. Zunächst haben Sie große Kosten für die Anschaffung der Anlage. In der Folge sparen Sie jedoch pro Jahr eine Menge Geld, weil Sie viel weniger Strom von Ihrem Energieversorger beziehen. Außerdem erhalten Sie für jede Kilowattstunde Strom, die Sie in das Netz einspeisen, eine Vergütung. Letztlich hängt es von der Entwicklung des Strompreises ab. Je höher der Strompreis ist, desto schneller rechnet sich eine PV-Anlage. Was eine Solaranlage genau kostet, kann Ihnen nur Ihr Installateur bzw. eine Fachperson zur Errichtung von Solaranlagen beantworten, die Ihre Anlage plant. Denn auch die lokalen Gegebenheiten und die Art Ihres Dachs haben darauf Einfluss.

Photovoltaik aus ökologischer Sicht

Produziert die Photovoltaikanlage mehr Energie, als die Produktion und der Transport der Komponenten verursacht haben? Ist der Abbau von Lithium für den Energiespeicher nicht umweltschädlich? Lassen sich die Module und Akkumulatoren recyceln, wenn ihre Lebensdauer erschöpft ist? Ökologisch lohnen sich PV-Anlagen, denn sie erzeugen mehr Energie, als für die Produktion erforderlich ist. Schwieriger wird es bei der Frage nach dem Speicher: Zwar spart auch der Speicher mehr Energie, als in die Produktion fließt, aber die Umweltschäden durch den Abbau der Rohmaterialien lassen sich nicht leugnen. Zudem ist die Lebensdauer eines Speichers mit 10 bis 15 Jahren kurz. Eine gut gewartete PV-Anlage ohne Speicher sollte dagegen 25 bis 30 Jahre laufen, da die meisten Komponenten sehr langlebig sind. Letztlich müssen Sie selbst entscheiden, was Ihnen wichtig und sinnvoll erscheint.

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FAQ rund um Photovoltaik

Wie funktioniert Photovoltaik?
Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarzellen, auch photovoltaische Zellen genannt, die aus Sonnenlicht Strom erzeugen. Dabei unterscheidet man zwischen den zwei Typen monokristallin und polykristallin sowie verschiedenen Herstellungsverfahren. Ein Photovoltaikmodul verpackt mehrere derartige Zellen unter einer Glasplatte.

Muss ich auf die Ausrichtung der Photovoltaikanlage achten?
Bei einer Photovoltaikanlage ist die Südausrichtung der Königsweg. Sind allerdings mehrere Module vorhanden, so kann die Ost-/West-Aufständerung eine sinnvolle Alternative darstellen. Achten Sie jedoch auf Verschattung.

Wie kann ich den Strom aus meiner Photovoltaikanlage speichern?
Überschüssige PV-Energie können Sie zum Laden eines Stromspeichers nutzen. Aktuell gibt es drei Technologien zur Realisierung von Speichersystemen. Am populärsten sind Lithium-Ionen-Speicher, die Sie von Ihrem Smartphone kennen und die auch in Elektroautos zum Einsatz kommen. Nur für Nischenanwendungen sind Blei-Säure-Akkus, traditionelle Auto-Batterien, geeignet. Eine ökologisch interessante, aber noch kaum verbreitete und nicht restlos ausgereifte Technik sind Salzwasserspeicher.

Die Inhalte und Bilder auf dieser Seite stammen aus dem Buch »Photovoltaik. Grundlagen, Planung, Betrieb«. | Bilder: © Rheinwerk Verlag (1, 2, 5, 6, 7, 8), © Solar-Hook (3), © Solarwatt (4)

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