Solarenergie für Zuhause
Photovoltaik: Alles, was Sie wissen müssen
Immer mehr Dächer in Deutschland zieren Solarpanels - und das aus gutem Grund. Wir verraten, wie Sie mit PV selbst zum Stromproduzenten werden.
Der Blick aus unserem Fenster hat sich verändert. Immer mehr Hausdächer sind mit Photovoltaik-Modulen belegt. Die Energie aus der Kraft der Sonne ist beliebter denn je. Kein Wunder, schließlich lässt sich damit sowohl die Umwelt entlasten, als auch der Geldbeutel. Denn obwohl der grüne Gedanke sicher ein wichtiger Faktor ist, so geht es vielen auch darum, sich den schwankenden Kosten für Strom nicht länger ausgesetzt zu sehen. Schnell ein paar PV-Module auf das Dach und schon zapfen wir unseren eigenen Strom aus der Sonne. Perfekt, schließlich geht sie jeden Tag aufs Neue wieder auf - und das ganz kostenlos.
Der Markt ist dabei auf verschiedene Solaranlagen vorbereitet - von der klassischen Dachanlage über Balkonkraftwerke bis hin zu Insellösungen für die Gartenlaube. Wir pflastern jedes freie Fleckchen mit Solarmodulen, das wir finden können. Es ist also gar nicht so einfach, den Überblick zu behalten und für sich die passende PV-Lösung zu finden. Wir verraten, welche Solarlösungen es gibt und worauf Sie achten sollten. Doch zunächst enthüllen wir den Zauber: Wie wird aus Sonne Strom?
Wie funktioniert Photovoltaik?
Wir wollen hier nicht zu weit ausholen und es komplizierter machen, als es sein muss. Daher die Kurzfassung: Treffen Sonnenstrahlen auf die Solarzellen auf dem Dach, werden die im Sonnenlicht enthaltenen Teilchen (die Photonen) von der Oberfläche der Zellen absorbiert. Dadurch geben die Photonen ihre Energie ab und bringen die Elektronen in der Zelle in Bewegung. Die Elektronen fließen dabei alle in eine Richtung und erzeugen so Strom. Das Ganze nennt sich dann auch „photovoltaischer Effekt“.
Der Strom aus unseren Modulen fließt zunächst als Gleichstrom in unseren Wechselrichter, denn von dort muss er erst noch umgewandelt werden, damit wir ihn zum Staubsaugen, Fernsehen oder Kochen nutzen können. Im Haushalt kommt uns nämlich nur Wechselstrom ins Kabel. Prima, nun wissen wir, wie eine PV-Anlage funktioniert – aber welche brauchen wir denn nun für unser persönliches Solarkraftwerk?
Übrigens: Monokristalline PV-Module haben einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Module. Das heißt, sie können mehr Energie erzeugen. Hochwertige monokristalline Module weisen eine Leistung von ca. 400 Wp auf.
Eine PV-Dachanlage
Im Privatgebrauch sind die Dachanlagen die großen Jungs der Energiegewinnung durch Solar. Hier können wir uns das häusliche Haupt voller Solarzellen pflastern und reichlich Strom produzieren. Darum eignen sie sich bestens, wenn wir vorhaben, unseren gesamten Haushalt - oder große Teile unseres Haushalts – mit eigenem Strom zu versorgen. Wie das Statistische Bundesamt mitteilt, brauchen wir dazu 5.047 kWh (im Jahr 2022 bei einem Drei- und mehr Personen-Haushalt*). Das ist schon ziemlich ordentlich. Um den Bedarf decken zu können, muss die Anlage größer dimensioniert sein, als unser Verbrauch. Bei 5.000 kWh Verbrauch sollten wir uns dann ungefähr 7.500 kWh Leistung auf das Dach schrauben.
Höherer Eigenverbrauch durch einen Stromspeicher
Wenn wir vorhaben, möglichst viel Strom aus unserer Solaranlage selbst zu verbrauchen, empfiehlt sich die Installation eines Batteriespeichers. Denn die Stromproduktion findet logischerweise nur dann statt, wenn die Sonne scheint. Das ist aber nicht unbedingt der Zeitpunkt, zu dem wir den Strom auch benötigen. Mittags (wenn die Sonne am kräftigsten ist) sind wir häufig gar nicht da, um die Energie direkt zu nutzen. Im Stromspeicher können wir die Solar-Power dann auffangen und sie später verbrauchen, wenn es keinen frischen PV-Strom vom Dach gibt, also abends oder nachts. Dann möchten wir das Licht einschalten oder fernsehen und dafür natürlich keine teure Energie vom externen Stromlieferanten hinzukaufen. Denn das wäre – nachdem wir ja bereits in die Anschaffung einer PV-Anlage investiert haben – wenig wirtschaftlich.
Die Einspeisevergütung für Solarstrom
Apropos wirtschaftlich: Wenn unser PV-Speicher voll ist und wir den Strombedarf im Haushalt gedeckt haben, können wir unsere Solarenergie noch ins öffentliche Netz einspeisen und so der Allgemeinheit zur Verfügung stellen. Damit sorgen wir dann nicht nur dafür, dass wir alle weniger Energie aus fossilen Quellen verpulvern, sondern kassieren auch noch eine Einspeisevergütung für den Strom. Da diese Vergütung jedoch mit aktuell 8,2 Cent pro eingespeister Kilowattstunde unter den Strompreisen liegt, sollten wir versuchen, so viel Strom wie möglich aus unserer Anlage selbst zu verbrauchen. Und damit das gelingt, brauchen wir eben einen Stromspeicher. Mit der Integration eines Speichers lässt sich der Eigenverbrauch dann auf bis zu 80 % steigern – ohne Speicher dümpeln wir bei um die 30 % Eigenverbrauch umher.
Worauf sollten wir bei einer Dachanlage achten?
Für unsere PV-Anlage brauchen wir erstmal eine geeignete Dachfläche. Bei der Planung unseres Vorhabens sollten wir dabei vor allem darauf achten, dass wir die Anlage so montieren, dass sie optimal zur Sonne ausgerichtet ist. Das muss nicht zwangsläufig eine Südausrichtung sein. Auch Photovoltaikanlagen mit Ost-West-Ausrichtung können den Stromverbrauch im Haushalt decken. Sie produzieren dann eben vor allem morgens und nachmittags viel Strom, während eine Anlage mit Südausrichtung gegen Mittag ihren Höhepunkt erreicht.
Außerdem ist es wichtig, dass unsere Module nicht durch umliegende Gebäude, Bäume oder auch Schornsteine etc. verschattet werden. Denn, wenn die Sonnenstrahlen nicht bis zu unserer Anlage durchdringen, kann die natürlich auch keinen Strom produzieren. Und auch den Neigungswinkel unseres Daches sollten wir beachten. Damit unsere PV-Zellen die Sonnenstrahlen optimal zu Strom machen können, sollten sie im rechten Winkel auf die Anlage treffen. Das ist hierzulande bei einem Neigungswinkel von ca. 35 Grad der Fall. Wenn wir nur ein Flachdach zur Verfügung haben, ist das jedoch kein Grund, die Solar-Pläne in den Wind zu schießen. Dann helfen spezielle Aufständerungen dabei, die Module ins rechte Licht zu rücken.
Die Vor- und Nachteile von Dachanlagen
Die Vorteile liegen auf der Hand. Wir können mit einer Dachanlage so viel Strom produzieren, dass wir, wenn überhaupt, nur wenig Energie zukaufen müssen, um unseren Haushalt mit Strom zu versorgen. Dabei sparen wir Stromkosten und CO2. Ist die Anlage einmal auf dem Dach, verursacht sie keine Emissionen. Schwanken die Strompreise mal wieder, können wir dem ebenfalls gelassen entgegensehen, denn das macht uns mit einem eigenen Solarkraftwerk nur wenig aus. Hochwertige PV-Dachanlagen verweilen 20 bis 30 Jahre auf dem Dach und sind sehr wartungsarm. Das heißt, wir investieren hier langfristig in eine grüne Zukunft. Beziehen wir auch noch ein Elektroauto oder gar eine Wärmepumpe mit ein, können wir mit einer großzügigen Solaranlage noch wirtschaftlicher haushalten – und wenn dann noch etwas übrig bleibt, gibt es auch noch die Einspeisevergütung.
Doch klar ist auch: Wo Licht ist, ist auch Schatten. Denn auch, wenn die Kosten für eine eigene Photovoltaikanlage in den letzten Jahren stark gesunken sind, müssen wir uns zunächst mit den Anschaffungskosten auseinandersetzen. Die können, je nachdem, ob wir zum Beispiel einen Speicher oder eine Wallbox mit einbeziehen möchten und wie groß die Anlage sein soll, ohne Probleme mehr als 20.000 Euro betragen. Ob sich PV also lohnt, sollten wir vorher auf lange Sicht ausrechnen. Außerdem müssen wir natürlich auch berücksichtigen, dass wir von der Sonne abhängig sind. In den Wintermonaten oder bei schlechtem Wetter ist die Leistung der Anlage also verringert. Um die Anlage so zu planen, dass sie zu den eigenen individuellen Bedürfnissen passt, macht es Sinn, einen PV-Profi mit einzubeziehen.
Ein Balkonkraftwerk
Haben wir kein ganzes Dach zur Verfügung oder möchten unsere Stromkosten mit wenig Aufwand abfedern, eignen sich Balkonanlagen, häufig auch Stecker-Solaranlagen oder Mini-PV-Anlagen genannt. Sie können relativ unkompliziert am Balkon oder auf der Terrasse installiert werden. Sie sind natürlich weniger leistungsstark als die großen Dachanlagen, weil das Platzangebot nunmal begrenzt ist. Oft sehen wir Balkonanlagen mit ein oder zwei Modulen an der Brüstung, die die Sonnenstrahlen einfangen und so dazu beitragen, die Stromkosten zu reduzieren. Auch, wenn sich damit kein ganzes Haus oder eine ganze Wohnung versorgen lässt, kann sich die Installation durchaus lohnen. Der Solarstrom wandert bei einem Balkonkraftwerk meist direkt in den Haushalt. Da sie nicht so große Mengen Solarstrom produzieren, brauchen wir hier im Normalfall auch keinen großen Speicher. Auch für die Einspeisung bleibt meist keine Energie mehr übrig.
Die Regeln für PV auf dem Balkon
Aktuell dürfen Balkonkraftwerke in Deutschland maximal eine Leistung von 600 Watt aufweisen. Diese Grenze gilt jedoch nur für den Wechselrichter, die Module an sich dürfen stärker sein. Der Wechselrichter (den wir ja zum Umwandeln des Solarstroms unbedingt brauchen) sorgt dafür, dass die Leistungsgrenzen eingehalten werden. Wird diese Leistung der Anlage überschritten, ist keine vereinfachte Anmeldung mehr möglich und es braucht eine Elektrofachkraft für die Installation und Anmeldung der Anlage. Wer zur Miete wohnt, sollte die Installation einer PV-Anlage übrigens unbedingt vorab mit dem Vermietenden klären und sich das Einverständnis am besten schriftlich bestätigen lassen. Zudem ist es wichtig, dass sichergestellt ist, dass der Balkon die Last der Module tragen kann. Zudem gilt es, äußere Einflüsse, wie beispielsweise den Wind, mit einzubeziehen. Denn da die Module häufig nicht senkrecht, sondern eben leicht angeschrägt installiert werden, damit sie optimal zur Sonne ausgerichtet sind, sind sie einer erhöhten Windlast ausgesetzt. Und die muss die Befestigung aushalten. Außerdem ist es wichtig, auf einen hochwertigen und entsprechend zertifizierten Stecker bzw. eine solche Steckdose zu achten. Wer hier am falschen Ende spart, bringt sich und andere in Gefahr.
Die Vor- und Nachteile von Balkonkraftwerken
Zu den Vorteilen der Balkonanlagen zählt der geringe Anschaffungspreis. Wir haben meist nur ein oder zwei Module, brauchen keinen Stromspeicher und somit auch weniger Equipment. Rechnen wir die Kosten für die Anlage gegen die eingesparten Stromkosten, schreiben wir oft schon nach wenigen Jahren schwarze Zahlen. Je nachdem, wie umfangreich und hochwertig ein Balkonkraftwerk ausfällt, variiert natürlich auch der Preis. So gibt es Angebote zwischen 500 und 1500 Euro. Wir brauchen für ein Balkonkraftwerk auch keine Genehmigung oder eine Elektrofachkraft, lediglich eine Anmeldung bei der Bundesnetzagentur. Die Installation ist im Vergleich zu einer Dachanlage dann natürlich weniger aufwändig und platzsparender. Der Nachteil ist natürlich, dass wir eben nicht ganz auf PV-Strom umsatteln können. Um den ganzen Haushalt zu versorgen, sind Balkonkraftwerke einfach nicht groß genug. Trotzdem bedeutet jede Kilowattstunde Strom, die wir aus Photovoltaik generieren, immer, dass wir unseren CO2-Fußabdruck verringern und aktiv zum Klimaschutz beitragen.
Bifazialen Module nutzen beide Seiten
Damit Balkonkraftwerke (oder andere kleine PV-Lösungen) künftig mehr Strom produzieren, helfen doppelseitige Module. Die bifazialen Glas-Glas-Module sind von beiden Seiten transparent. Dadurch sind sie in der Lage, das Sonnenlicht von vorne und von hinten zu absorbieren und in Solarstrom umzuwandeln. Werden die Module dann zum Beispiel senkrecht aufgestellt, könnten sie die direkten Sonnenstrahlen auf der Vorderseite einfangen, während die Rückseite das diffuse (also das gebrochene, reflektierte bzw. gestreute) Sonnenlicht zur Stromproduktion nutzt. Von hinten gibt es dann natürlich etwas weniger Strom, trotzdem lässt sich von Werten um die 85 % ausgehen. Die bifazialen Module können nicht nur am Balkon, sondern auch als Zaun oder Sichtschutz eingesetzt werden.
PV-Insellösungen für den Garten
Nicht nur für den eigenen Haushalt eignen sich Photovoltaikanlagen – auch im Gartenhäuschen oder im Schrebergarten ist PV-Strom praktisch. Insbesondere, wenn es dort keine Anbindung ans öffentliche Stromnetz gibt. Mit ein paar Solarmodulen lässt sich dann das Gartenhäuschen im Grünen ganz unkompliziert mit Energie versorgen. Da die Anlagen nicht an das öffentliche Netz angeschlossen werden, werden sie auch als Insellösungen bezeichnet. Es geht keine Solarenergie raus, es kommt aber auch keine externe Energie rein. Die Inselanlagen unterliegen auch keiner Genehmigungs- oder Meldepflicht.
Die Vor- und Nachteile von PV-Insellösungen
Gibt es im Gartenhaus auf der grünen Wiese oder der Laube auf dem Berg keinen Stromanschluss, sind Insellösungen optimal. Sie liefern dort Strom, wo es sonst keiner könnte. Außerdem sind sie verhältnismäßig günstig. Eine Genehmigung oder Anmeldung brauchen wir ebenfalls nicht. Auch der wartungsarme Betrieb von Solarmodulen kommt uns hier zugute. Der Nachteil ist natürlich, dass wir auf unserer PV-Insel komplett von der Sonne abhängig sind. Das bedeutet: Ohne Sonne, kein Strom. Im Schrebergarten oder Gartenkolonien kann es zudem sein, dass Solarmodule zum Beispiel aus optischen Gründen nicht erlaubt sind.
Egal ob Garten-, Balkon- oder Dachanlage, Photovoltaik ist immer ein wichtiger Schritt in die Energiewende. Durch den Einsatz der Solarenergie können viele Tonnen Treibhausgasemissionen eingespart werden – und das ist mehr als nötig. Neben dem umwelttechnischen Aspekt ist für viele auch die eigene Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromanbieter ein Grund für den Umstieg auf Photovoltaik. Den steigenden Strompreisen mit eigener PV-Energie zu Leibe zu rücken, ist dabei ein Investment auf lange Sicht.
