Photovoltaikanlage – Wissenswertes im Überblick
Auf zahlreichen Dachflächen ist Platz für eine Photovoltaikanlage. In diesem Ratgeber erfährst du, wie du Sonnenenergie zur Stromerzeugung nutzen kannst. Wir geben Tipps zu Planung, Kosten und Installation.
5 Gründe, die für Solarstrom sprechen
Angesichts steigender Energiekosten wird das Thema der eigenen Stromerzeugung für viele Menschen immer interessanter. Mit einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) lässt sich Sonnenlicht mithilfe von Solarzellen in elektrischen Strom umwandeln. Es gibt mehrere Gründe, Solarstrom auf dem eigenen Dach zu erzeugen:
- Autarkie: Du benötigst weniger Strom von Energieanbietern und machst dich unabhängig von schwankenden Strompreisen.
- Einsparpotenzial: Die Stromrechnung fällt geringer aus. Wer Überschüsse einspeist, kann mit der PV-Anlage zusätzlich Geld verdienen.
- Umweltschutz: Indem du auf fossile Energieträger verzichtest und Strom ohne Treibhausgase erzeugst, leistest du einen Beitrag zur Senkung des CO₂-Ausstoßes.
- Wertanlage: Eine PV-Anlage auf dem Dach kann den Wert der jeweiligen Immobilie steigern.
- Flächenpotenzial: Mit Photovoltaik kannst du bisher ungenutzte Flächen wie das Haus- oder Garagendach zur Energiegewinnung nutzen, ohne zusätzlichen Platz schaffen zu müssen.
Eignet sich die Dachfläche für eine Photovoltaikanlage?
Grundsätzlich lässt sich eine Solaranlage auf jedem Dach installieren. Einzige Voraussetzung: Es muss genügend Sonnenlicht auf die verbauten Solarmodule treffen. Eine Photovoltaikanlage auf einem Süddach verspricht den größtmöglichen Ertrag. Doch auch auf Dachflächen mit östlicher oder westlicher Ausrichtung lässt sich mittels Sonnenenergie Strom erzeugen. Allerdings sinkt dort der Ertrag um etwa 10 % bis 20 %. Zeigen die Module nach Norden, musst du mit Einbußen von mindestens 30 % rechnen.
Neben der Ausrichtung spielt auch die Dachneigung eine Rolle bei der Energieausbeute. Gemeinhin empfiehlt sich eine Dachneigung von etwa 30°. Eine Neigung von mindestens 12° lässt Regen- und Schmelzwasser abrinnen. Bei einem geringeren Neigungswinkel erhöht sich der Wartungsaufwand. Dann solltest du die PV-Anlage regelmäßig reinigen. Berücksichtige vor allem in höheren Lagen unter statischen Gesichtspunkten die Schneelast, die im Winter auf das Dach wirken kann.
Mithilfe eines Metallrahmens, den es in verschiedenen Neigungswinkeln gibt, lässt sich die PV-Anlage auf Flachdächern errichten. Eine weitere Möglichkeit ist die Installation mithilfe eines Untergestells an der Fassade. Bei einem Satteldach mit Ost-West-Ausrichtung bietet sich dabei die südliche Giebelwand als Standort für die Solaranlage an. Praktischer Nebeneffekt: Ähnlich wie ein Vordach dienen die angebauten Module später zusätzlich als Schattenspender und schützen vor Regen.
Tipp: Solarmodule auf dem Dach eines Wintergartens dienen zugleich als Sonnenschutz. Sofern die Tragfähigkeit gegeben ist, kann die PV-Anlage auch auf dem Garagendach oder einem Carport errichtet werden.
Trotz optimaler Ausrichtung und Neigung kann es zu Leistungseinbußen kommen, falls umliegende Objekte wie Bäume oder Häuser die Module verschatten. Denke speziell bei Laubbäumen daran, dass die Verschattung je nach Jahreszeit unterschiedlich ausfallen kann.
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Planung und Kosten
Bei der Planung einer Photovoltaikanlage solltest du neben den Installationskosten auch etwaige Reparaturkosten und die gewünschten Stromerträge für Eigenverbrauch oder Einspeisung berücksichtigen.
Obwohl Anlagen für Photovoltaik nahezu wartungsfrei sind, kann es vorkommen, dass ein Solarmodul defekt ist oder du den Wechselrichter austauschen musst. Wir empfehlen daher, etwa 200 Euro pro Jahr für die Instandsetzung zurückzulegen. Das genügt in der Regel, um den Wechselrichter nach zehn Jahren auszutauschen.
Das für Photovoltaik gebräuchliche Leistungsmaß ist Kilowatt-Peak (kWp). Die Höchstleistung einer PV-Anlage beträgt ungefähr 1.000 kWh pro 1 kWp im Jahr.
Eine PV-Anlage mit 5 kWp, die jährlich bis zu 5.000 Kilowattstunden (kWh) Strom auf einer 50 m² großen Solarmodulfläche erzeugt, ist ab etwa 9.000 Euro für ein herkömmliches Satteldach erhältlich. Hinzu kommen etwa 1.500 Euro Installationskosten pro kWp. Für andere Dachkonstruktionen kann der Preis auch höher ausfallen.
Berücksichtige bereits bei der Kostenplanung gegebenenfalls zusätzliche Komponenten wie einen Stromspeicher oder eine Wallbox für ein Elektroauto.
Tipp: Um rund um die Uhr selbst erzeugten Solarstrom nutzen können, lohnt sich gegebenenfalls die Investition in einen Speicher. Die neueste Generation von Elektroautos mit der Technologie „Vehicle to Grid“ (V2G, zu Deutsch: vom Fahrzeug zum Netz) können an der Ladestation im Haus ebenfalls wie ein Stromspeicher verwendet werden.
Der genaue Preis für eine Solaranlage variiert je nach Hersteller, Modell, Leistung und Ausführung. In der Regel sind kleinere Anlagen pro kWp teurer als größere Anlagen. Durch eine Sammelbestellung kann ein Installationsbetrieb attraktive Rabatte ergattern, die sich im besten Fall positiv auf deine Anschaffungskosten auswirken. Daher lohnt sich ein Preisvergleich mehrerer Anbieter. Durch Förderungen lassen sich die Kosten für die Anschaffung zusätzlich verringern.
Wie können wir dir helfen?
Mieten statt kaufen
Wer eine Photovoltaikanlage nicht gleich kaufen und sich um die Instandhaltung selbst kümmern möchte, der hat die Möglichkeit, sich eine maßgeschneiderte Anlage für das Eigenheim monatlich zu mieten. Je nach Anbieter kannst du im ersten Schritt einfach eine kostenlose Anfrage stellen und die PV-Anlage dann mit Experten vor Ort auf deine Bedürfnisse abstimmen. Nur so können die besten Ergebnisse erzielt werden. Die Montage, Materialbeschaffung und die Installation werden dabei übernommen, sodass du nicht selbst auf dein Dach klettern musst. Und das Beste: Stellst du Mängel fest oder ist es Zeit für die Wartung, sorgen Experten für die fachgerechte Reparatur und Instandhaltung. Die Kosten dafür sowie für die Versicherung sind im Mietpreis inklusive.
Wie teuer das Mieten einer PV-Anlage ist, hängt immer von der Art der Anlage ab, der Größe und ob zusätzliche Ausstattung wie ein Stromspeicher oder die Steuerung mit einer Energiemanagement-App gewünscht ist. Im Gegensatz zum Kauf einer Solaranlage hast du beim Mieten keine Anschaffungskosten.
Genehmigung und Förderung
Für eine übliche Photovoltaikanlage auf dem Dach deines Eigenheims benötigst du in der Regel keine Baugenehmigung. Zuweilen sind die Anlagen jedoch meldepflichtig. Lediglich bei der Installation von Freilandanlagen, einer Installation auf denkmalgeschützten Häusern oder sehr großen Anlagen ist die Genehmigung der Gemeinde nötig. Die genauen Bauvorschriften sind von Bundesland zu Bundesland verschieden. Erkundige dich zur Sicherheit vorab beim zuständigen Bauamt.
Zum Erreichen der Klimaziele sieht das Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz (EAG) Förderungen für die Errichtung von Photovoltaikanlagen sowie für Stromspeicher vor. Darüber hinaus schaffen verschiedene Förderprogramme der Bundesländer und Gemeinden Anreize für die Anschaffung einer Photovoltaikanlage. Erkundige dich am besten bei deiner Gemeinde vor Ort.
So funktioniert die Stromerzeugung
Bis 2050 möchte die EU klimaneutral sein und hat daher mehrere Klimaziele formuliert. Der Ausbau erneuerbarer Energien wie Photovoltaik ist ein Schritt auf dem Weg hin zur Klimaneutralität. Schließlich ist Solarstrom eine emissionsfreie Energiequelle. Doch wie werden Sonnenstrahlen zu Strom?
Jedes Solarmodul besteht aus zahlreichen Solarzellen. Diese wirken als Photodioden (Halbleiter-Dioden) und wandeln die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie um. Dies ist auch als photovoltaischer Effekt bekannt. Photonen, also Lichtteilchen, treffen auf das Material der Diode. Dabei werden die Elektronen in Bewegung versetzt. Diese beweglichen, gerichteten Ladungsträger erzeugen in der Folge Strom.
Um den in der PV-Anlage erzeugten Gleichstrom für gewöhnliche Haushaltsgeräte nutzbar zu machen, ist ein Wechselrichter notwendig. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um. Jetzt kann der Solarstrom zu Hause genutzt oder in das öffentliche Netz eingespeist werden.
Je nach Verwendungszweck und Standort bieten sich verschiedene Module an. Sie unterscheiden sich nach Material, Fertigung, Wirkungsgrad und Preis.
Kristalline Module
Bei kristallinen Modulen dient Silizium als Halbleitermaterial. Vergleichsweise preiswert in der Herstellung sind die dünnen polykristallinen Solarmodule. Hierfür wird Silizium geschmolzen, mit Boratomen versetzt oder „dotiert“, wodurch eine Vielzahl an Kristallstrukturen entsteht.
Zur Herstellung monokristalliner Module wird das Silizium ein zweites Mal geschmolzen, um Kristalle mit einheitlicher Ausrichtung zu erhalten. Dadurch ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad sowie eine längere Lebensdauer.
Daher haben die monokristallinen Module, die auch auf kleineren Flächen eine nennenswerte Energieausbeute bieten, die polykristallinen nahezu verdrängt, obwohl sie teurer in der Herstellung sind.
Dünnschicht-Module
Dünnschicht-Module sind, wie der Name vermuten lässt, um einiges dünner als kristalline Solarmodule. Sie bestehen aus einem Trägerstoff wie Glasfaser oder Folie, auf den eine dünne Schicht eines Halbleiter-Materials aufgedampft oder aufgesprüht wird. Hierfür kommen unter anderem amorphes Silizium (a-Si), Cadmium-Tellurid (CdTe) sowie Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) infrage.
Als kostengünstige und meist flexible Leichtgewichte bieten sie sich für den großflächigen Einsatz an. Selbst bei suboptimalen Bedingungen wie diffusem Licht oder östlicher Ausrichtung liefern die Solarzellen noch Strom. Jedoch ist der Wirkungsgrad insgesamt geringer als bei kristallinen Modulen.
Wie groß sollte die Photovoltaikanlage sein?
Wie groß deine Photovoltaikanlage sein sollte, hängt vor allem vom Stromverbrauch beziehungsweise der gewünschten Energieausbeute ab. Als Faustregel gilt: 1.000 kWh verbrauchter Strom im Jahr entsprechen einer Anlagenleistung von etwa 1 kWp.
Rechenbeispiel: Für einen dreiköpfigen Haushalt mit einem jährlichen Stromverbrauch von 4.500 kWh empfiehlt sich eine PV-Anlage mit einer Leistung von 5 kWp.
Möchtest du Photovoltaik zudem zur Stromerzeugung für eine Wallbox zum Aufladen eines Elektroautos nutzen, solltest du allein dafür 3 kWp bis 4 kWp einplanen.
Tipp: Vergleichsweise unbürokratisch lässt sich Solarstrom mit einem kleinen Balkonkraftwerk erzeugen. Hierfür gibt es steckbare Solaranlagen, die mitunter auch in Mietwohnungen erlaubt sind. Wirf zur Sicherheit noch mal einen Blick in deinen Mietvertrag oder frag bei der Hausverwaltung nach. Vor dem Einstecken auf dem Balkon solltest du die jeweilige Steckdose von einem elektrischen Fachbetrieb überprüfen und gegebenenfalls zusätzlich absichern lassen. Ausführliche Informationen zu Balkonkraftwerken findest du in unserem Ratgeber zu diesem Thema:
Balkonkraftwerke findest du im OBI Onlineshop
Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage
Wie lange es dauert, bis sich die Photovoltaikanlage amortisiert hat, hängt unter anderem von den Kosten für die Anschaffung, von laufenden Kosten für etwaige Reparaturen sowie der Größe und Leistung der Anlage ab. Muss ein Kredit zur Finanzierung abbezahlt werden, verlängert sich der Zeitraum nochmals, bis sich die PV-Anlage rentiert.
In der Regel kannst du mit rund zehn Jahren rechnen. Die Lebensdauer von Solaranlagen beträgt meist über zwanzig Jahre, sodass sich die Investition durchaus nach einigen Jahren lohnt. Mit passenden Förderungen lässt sich die Amortisationszeit zusätzlich verkürzen.
Eigenverbrauch
Wer die Stromrechnung senken möchte, versucht den Eigenverbrauch möglichst über die PV-Anlage zu decken. So kannst du dich auch unabhängiger von Preisschwankungen und deinem Stromlieferanten machen.
Seit der Reform des Elektrizitätsabgabegesetzes im Februar 2022 entfällt die Elektrizitätsabgabe, sofern du den selbst erzeugten Solarstrom ausschließlich für den Eigenverbrauch nutzt.
Wer die PV-Anlage nur teilweise für den Eigenverbrauch nutzt, bekommt für die Einspeisung von Überschüssen den in der Ökostrom-Einspeisetarifverordnung vorgeschriebenen Betrag pro Kilowattstunde als Einspeisevergütung. Selbst für eine private PV-Anlage sind gegebenenfalls Steuern abzuführen. Ob du Umsatzsteuer auf die Einspeisevergütung zahlen musst, hängt von der Höhe des Umsatzes ab. Die meisten Privathaushalte fallen in den Bereich der Kleinunternehmerregel und sind daher von der Umsatzsteuer ausgenommen.
Volleinspeisung
Im Fall der Volleinspeisung verkaufst du den gesamten erzeugten Solarstrom an den Netzbetreiber und erhältst dafür den in der Ökostrom-Einspeisetarifverordnung vorgeschriebenen Betrag pro Kilowattstunde als Einspeisevergütung.
Mit diesem Nutzungsmodell lässt sich bares Geld verdienen. Es empfiehlt sich vor allem dann, wenn du eine verhältnismäßig große Fläche mit Solarmodulen ausstattest. Bedenke dabei, dass Gewinne aus dem Stromverkauf wie bei jedem anderen Unternehmen steuerpflichtig sind. In der Regel geht die Steuerschuld für die Umsatzsteuer an das Energieversorgungsunternehmen über. Du erhältst also eine Netto-Gutschrift auf dein Konto. Der in deinem Haushalt verbrauchte Strom wird nach wie vor über einen externen Stromlieferanten abgerechnet.
Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie
Während du mit Solarzellen auf dem Dach Sonnenstrahlen in Solarstrom umwandeln kannst, gibt es noch eine weitere Möglichkeit, Solarenergie praktisch zu nutzen. Mit Solarkollektoren macht man sich ebenfalls die Energie der Sonnenstrahlen zunutze. Statt Strom wird jedoch Wärme erzeugt. Solarthermie kann zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Ein beliebtes Einsatzgebiet ist der Pool. Viele Pools werden mithilfe von Solarthermie beheizt.
Tipp: Ob Photovoltaik mit Solarzellen, Warmwasserbereitung mittels Kollektoren oder beides – nutze die Energieberatung in deinem Bundesland, um die für dich passende Lösung zu finden.
