Grundwissen zu Solaranlagen
Was Sie über Solaranlagen wissen sollten
Wie entsteht Solarstrom?
Bei einer Solaranlage – auch PV - oder Photovoltaikanlage – wandeln Solarzellen einen Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie um. Solarzellen bestehen in der Regel aus dem Halbleitermaterial Silizium und besitzen zwei Halbleiterschichten. Diese weisen jeweils einen positiven bzw. einen negativen Ladungsträgerüberschuss auf. Am Übergang der beiden Schichten bildet sich ein elektrisches Feld. Zur Stromabführung sind die Solarzellen auf der Vorderseite mit gitterförmigen Leiterbahnen überzogen, um die elektrische Spannung abzugreifen. Wird ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, schließt sich der Kreis – und es fließt Strom.
Welche Vorteile hat eine Solaranlage?
Stromkosten sparen
Durch die Nutzung von Solarenergie können Sie Ihre monatlichen Stromkosten erheblich senken.
Mehr Unabhängigkeit
Reduziert Ihre Abhängigkeit von steigenden Strompreisen. Besonders effizient können Sie Solarstrom zusammen mit einem Stromspeicher nutzen.
Umweltfreundlichkeit
Solarenergie verursacht keine schädlichen Emissionen und reduziert signifikant die Emissionen von Treibhausgasen.
Kaum Wartungen
Solaranlagen sind wartungsarm, geräusch- und geruchlos und haben eine Lebensdauer von bis zu 30 Jahren.
Gibt es einen Unterschied zwischen Solaranlage und Photovoltaikanlage?
Solaranlage ist der Sammelbegriff für Technologien, die Sonnenenergie nutzen. Dazu zählt sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie-Anlagen.
Photovoltaikanlagen:
Diese wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Sie bestehen aus Solarzellen, die den photoelektrischen Effekt nutzen.
Solarthermieanlagen:
Diese nutzen Sonnenenergie, um Wärme zu erzeugen. Sie erhitzen eine Flüssigkeit in Solarkollektoren, die dann zur Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung verwendet wird.
Wie ist ein Solarmodul aufgebaut?
Ein Solarmodul, auch Photovoltaikmodul genannt, besteht aus mehreren Schichten, die zusammenarbeiten, um Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Hier ist ein Überblick über den Aufbau eines typischen Solarmoduls:
Das Herzstück eines Solarmoduls sind die Solarzellen, die mittels Lötbändchen oder Kupferdrähten miteinander verschaltet sind. Diese Zellen bestehen meist aus Silizium und wandeln Sonnenlicht direkt in Gleichstrom um. Es gibt monokristalline und polykristalline Solarzellen, wobei monokristalline Zellen einen höheren Wirkungsgrad haben.
Auf der Vorderseite des Moduls schützt eine Glasscheibe die Solarzellen vor Witterungseinflüssen, Schmutz, Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen wie herabfallenden Ästen.
Die Rückseite des Moduls ist entweder durch eine Kunststoffverbundfolie oder eine zusätzliche Glasscheibe (bei Glas-Glas-Modulen) geschützt.
Ein Aluminiumrahmen sorgt für Stabilität und Schutz während des Transports und der Montage. An diesem Rahmen werden auch die Modulklemmen befestigt, die das Solarmodul auf dem Dach fixieren.
Auf der Rückseite des Moduls befindet sich zudem eine Anschlussdose, die es ermöglicht, die einzelnen Solarmodule miteinander zu verbinden oder an den Wechselrichter anzuschließen.
Welche Arten von Solarmodulen gibt es?
Es gibt verschiedene Arten von Solarmodulen, die sich in ihrer Effizienz, ihrem Aufbau und ihren Einsatzmöglichkeiten unterscheiden. Hier sind die wichtigsten Typen:
| Beschreibung | Vorteile | Nachteile | |
|---|---|---|---|
| Monokristalline Solarmodule | Diese Module bestehen aus einkristallinem Silizium und haben eine gleichmäßige, tiefschwarze Optik. |
Höchster Wirkungsgrad (ca. 17-22%), lange Lebensdauer, gute Leistung bei hohen Temperaturen |
Höhere Kosten im Vergleich zu anderen Modultypen |
| Polykristalline Solarmodule | Diese Module bestehen aus multikristallinem Silizium und haben eine bläuliche, schimmernde Oberfläche. | Günstiger als monokristalline Module, guter Wirkungsgrad (ca. 15-17%) | Etwas geringerer Wirkungsgrad und ästhetisch weniger ansprechend als monokristalline Module |
| Dünnschichtmodule | Diese Module bestehen aus dünnen Schichten von Halbleitermaterialien wie Cadmiumtellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS). | Flexibel, leicht, kostengünstig, gute Leistung bei diffusem Licht. | Geringerer Wirkungsgrad (ca. 10-13%) und kürzere Lebensdauer |
| Bifaziale Solarmodule | Diese Module können Licht von beiden Seiten absorbieren, was ihre Effizienz erhöht. | Höherer Energieertrag, besonders geeignet für Installationen mit reflektierenden Oberflächen |
Höhere Kosten und spezifische Installationsanforderungen |
| Flexible Solarmodule | Diese Module sind leicht und flexibel, oft auf Kunststoffbasis | Ideal für unregelmäßige Oberflächen und mobile Anwendungen | Geringerer Wirkungsgrad und kürzere Lebensdauer im Vergleich zu starren Modulen |
FAQ: Das interessiert unsere Kunden
Smartes Wissen rund um Photovoltaik
- Sie können gezielt Ihre Stromkosten senken, indem Sie den erzeugten Strom für sich selbst verwenden (Eigenstromnutzung).
- Der Betrieb einer Solaranlage läuft ohne großen Aufwand und macht Sie unabhängiger von steigenden Energiepreisen.
- Sie erhalten eine gesetzlich festgeschriebene Vergütung bei der Einspeisung ins Stromnetz - für 20 Jahre garantiert (ab Inbetriebnahme der Solaranlage).
Photovoltaikanlagen bieten zahlreiche Vorteile, die sie zu einer attraktiven Option für die Energieversorgung machen:
- Kostenersparnis: Durch die Nutzung von Solarstrom können die Stromkosten erheblich gesenkt werden. Eine PV-Anlage kann sich in etwa 8 bis 9 Jahren amortisieren und langfristig erhebliche Einsparungen ermöglichen.
- Umweltfreundlichkeit: Photovoltaikanlagen erzeugen Strom ohne CO₂-Emissionen und tragen somit aktiv zum Klimaschutz bei.
- Unabhängigkeit: Mit einer eigenen PV-Anlage wird man unabhängiger von Stromversorgern und steigenden Strompreisen. Ein Stromspeicher kann diese Unabhängigkeit weiter erhöhen, indem er überschüssigen Solarstrom speichert.
- Wertsteigerung der Immobilie: Häuser mit PV-Anlagen können an Wert gewinnen und lassen sich meist so schneller und zu höheren Preisen verkaufen.
- Geringer Wartungsaufwand: Solaranlagen sind robust und wartungsarm. Die meisten Module haben eine Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren.
- Fördermöglichkeiten: Es gibt verschiedene staatliche Förderprogramme und Zuschüsse, die die Investitionskosten für PV-Anlagen senken können. Wir haben für Sie die aktuellen Förderprogramme zusammengetragen.
- Zunächst muss die Konstruktion (Tragfähigkeit) des Daches beachtet werden.
- Sie benötigen etwa eine freie Fläche von 30 m² auf dem Dach.
- Eine Ausrichtung nach Süden ist optimal.
- Bestenfalls beträgt der Neigungswinkel des Daches 30-40°.
- Zudem sollten die Module nicht durch Bäume, Kamine etc. verschattet werden.
Die optimale Größe eines Stromspeichers für eine Solaranlage hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Leistung der PV-Anlage und der Stromverbrauch des Haushalts. Hier sind einige allgemeine Richtlinien:
Verhältnis zur Anlagenleistung:
Eine häufig empfohlene Faustregel ist, dass die Speicherkapazität etwa 1 kWh pro installiertem Kilowatt Peak (kWp) der PV-Anlage betragen sollte. Das bedeutet, für eine 5 kWp Anlage wäre ein 5 kWh Speicher sinnvoll.
Jährlicher Stromverbrauch:
Eine andere Methode ist, die Speicherkapazität basierend auf dem jährlichen Stromverbrauch zu berechnen. Hierbei wird oft empfohlen, etwa 1 kWh Speicherkapazität pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch zu planen.
Technisches Grundwissen rund um Solar
kWp ist eine gängige Bezeichnung für die elektrische Leistung von Solaranlagen. kW steht für die elektrische Leistung in Kilowatt, das p für peak (Spitze). kWp gibt die Höchstleistung von Photovoltaikanlagen an. Diese kann jedoch nur unter optimalen Bedingungen erreicht werden.
Jede Solaranlage besitzt einen Einspeisezähler. Dieser zählt jede kWh Solarstrom, die ins Stromnetz eingespeist wird. Für diese Solarstrommenge erhalten Sie von Ihrem Netzbetreiber eine Vergütung entsprechend dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG).
Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem einzigen, durchgängigen Siliziumkristall. Diese Struktur verleiht ihnen eine gleichmäßige, dunkle Farbe und sorgt für eine hohe Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie.
Hier sind einige wichtige Merkmale:
- dunkelblau-schwarze Oberfläche
- aus hochreinem, gezogenem Silizium-Einkristall
- Wirkungsgrad bis zu 20%
Wegen des hohen Wirkungsgrads benötigen monokristalline Solarzellen weniger Platz als polykristalline oder amorphe Solarzellen, sie sind aber teurer als die anderen Modultypen.
Polykristalline Solarzellen, auch als multikristalline Solarzellen bekannt, bestehen aus mehreren Siliziumkristallen, die zusammengefügt werden. Hier sind einige ihrer Hauptmerkmale:
- blau-marmorierte Oberfläche
- aus gegossenem Siliziumblock
- deutlich sichtbare grobkörnige Kristalle (entstehen während des Abkühlens)
- Wirkungsgrad über 16%
Die Energieproduktion einer PV-Anlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Größe der Anlage, dem Standort, der Ausrichtung und den Wetterbedingungen. Im Durchschnitt erzeugt eine Photovoltaikanlage in Deutschland etwa 950 bis 1.100 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Jahr pro Kilowattpeak (kWp) installierter Leistung. Das bedeutet, dass eine Anlage mit einer Leistung von 10 kWp jährlich etwa 9.500 bis 11.000 kWh Strom produziert.