Photovoltaik

Ohne Photovoltaik wäre die Energiewende nicht umsetzbar: Die saubere, nachhaltige Stromerzeugung aus der Kraft der Sonne gilt als eine der vielversprechendsten Technologien auf dem Weg in die Klimaneutralität. Aber wie funktioniert Photovoltaik überhaupt? Welche Potenziale und Einschränkungen bietet sie und wie lässt sich Photovoltaik am effektivsten nutzen? 

In diesem umfassenden Guide erfahren Sie alles, was Sie über Photovoltaik wissen müssen.

Photovoltaik-News in Kürze:

Was ist Photovoltaik?

Photovoltaik bezeichnet den Prozess, bei dem Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt wird. Dafür sind Solarzellen nötig: Trifft die Strahlungsenergie der Sonne auf Solarzellen, entsteht im Inneren der Zellen elektrische Spannung, die über Kontakte abgeleitet und im Haushalt oder zum Laden von Batterien genutzt werden kann. 
 

Photovoltaik hat enormes Potenzial, da das Sonnenlicht eine frei verfügbare und unendliche Ressource ist. Allerdings gibt es auch Herausforderungen beim flächendeckenden Einsatz von Photovoltaik. Welche das sind, fassen wir in unserem Beitrag Solarenergie zusammen.

Was kostet Photovoltaik?

Die Frage nach den Kosten für Photovoltaik ist nicht unerheblich. Denn auch wenn PV-Anlagen über die Jahre immer günstiger geworden sind, ist der Kauf einer Anlage immer noch eine große Investition. Der Preis einer PV-Dachanlage lässt sich trotzdem nicht pauschal benennen. Zu viele unterschiedliche Faktoren spielen bei der Berechnung eine Rolle, angefangen von der gewünschten Leistung der Anlage über die Art der Solarmodule, die Beschaffenheit und Ausrichtung des Dachs sowie den Standort und eventuelle PV-Fördermöglichkeiten.

Grob gesagt, sollten Sie für eine Solaranlage mit 8 kWp Leistung Kosten ab 12.000 Euro einplanen, ein ausreichend großer Stromspeicher kostet zusätzlich ab 8.000 Euro. Eine detaillierte Auflistung, wie sich die Kosten zusammensetzen und welche Anlagengrößen wie viel kosten, erhalten Sie in unserem Beitrag Solaranlage Kosten. 
 

Photovoltaik-Strom selbst verbrauchen oder einspeisen?

Bis auf wenige Ausnahmen sind private Photovoltaikanlagen immer an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Auf diese Weise kann der Solarstrom, den Sie nicht unmittelbar im Haushalt benötigen oder in Ihren Stromspeicher laden können, ins Netz eingespeist und anderen Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden. Der Netzbetreiber zahlt Ihnen pro Kilowattstunde eingespeisten Solarstrom einen auf 20 Jahre festgelegten Betrag – die sogenannte Einspeisevergütung.

Ist die Einspeisevergütung pro Kilowattstunde höher als der Preis, den Sie für Netzstrom bezahlen, lohnt es sich, größere Mengen Solarstrom einzuspeisen und Ihren Haushalt mit Netzstrom zu versorgen.

Liegt die Einspeisevergütung pro Kilowattstunde unter dem Netzstrom-Preis, lohnt es sich eher, möglichst viel Solarstrom selbst zu nutzen und dafür weniger teuren Netzstrom zu beziehen.

Die Einspeisevergütung wird über die EEG-Umlage finanziert und sinkt seit ihrer Einführung im Jahr 2000 beständig. Von ursprünglich rund 50 ct/kWh ist der Vergütungssatz auf aktuell 8,1 ct/kWh (Stand Februar 2024) reduziert worden. Damit lohnt sich das Einspeisen für neu installierte Anlagen finanziell nicht mehr, da Preis pro kWh für Strombezug aus dem Netz diese Einspeisevergütung deutlich übersteigt.

Ausführliche Infos zur Einspeisevergütung, den Vergütungssätzen und den geltenden Voraussetzungen finden Sie auf unserer Themenseite Einspeisevergütung.
 

Photovoltaikanlagen ab 10 kWp: Sinnvoll oder nicht?

Grundsätzlich werden private PV-Anlagen heute größer geplant als noch vor einigen Jahren. Das liegt daran, dass zunehmend ganzheitliche Energielösungen angestrebt werden. So wird der Solarstrom nicht nur für Haushaltsgeräte genutzt, sondern zunehmend auch zum Laden des E-Autos zuhause, zur Warmwasserbereitung mit PV-Heizstab oder für den Betrieb einer Wärmepumpenheizung. 

Aber wie groß sollte eine PV-Dachanlage heute sein, damit sie sich wirtschaftlich rechnet und gleichzeitig auch künftige Energiebedarfe abdeckt? Eine Einschätzung mit Rechenbeispielen finden Sie in unserem Beitrag Photovoltaik-Komplettanlage 10 kWp mit Speicher. 
 

Welche gesetzlichen Vorgaben gibt es im Photovoltaik-Bereich?

Die wichtigste gesetzliche Vorgabe für private Photovoltaikanlagen ist die Anmeldung bei der Bundesnetzagentur und beim örtlichen Netzbetreiber. Zudem sind Sie verpflichtet, den Betrieb Ihrer Solaranlage beim Finanzamt zu melden – auch wenn seit Januar 2023 die Gewinne aus der Stromerzeugung bei privater Photovoltaik steuerfrei sind.

Je nach Bundesland kann aber auch die Installation der Solaranlage selbst gesetzlich vorgeschrieben sein. In Berlin, Bremen und Hamburg gilt bereits eine Solarpflicht für neue Wohngebäude, weitere Bundesländer planen die Umsetzung.

Ab 2025 ist für PV-Anlagenbetreiber und -betreiberinnen und Haushalte mit einem Stromverbrauch ab 6.000 kWh im Jahr der Einbau eines intelligenten Messsystems (iMSys) verpflichtend. Was diese digitalen Messsysteme sind und welche Vorteile sie bieten, erfahren Sie in unserem Beitrag Smart Meter. 

Nachhaltigkeit und Recycling von Photovoltaik-Komponenten

Photovoltaik erzeugt umweltfreundlichen, CO2-freien Strom. Damit sind PV-Anlagen im Betrieb deutlich nachhaltiger als andere Energieerzeuger wie etwa Kohlekraftwerke. Für die Produktion der Solarmodule und weiterer Komponenten wie Unterkonstruktion, Kabel und Wechselrichter werden natürlich trotzdem Energie und Rohstoffe benötigt. Zudem verursacht die Produktion Abfälle und Emissionen.

Unter dem Strich ist die Umweltbilanz von Photovoltaikanlagen trotzdem besser als die konventioneller Verfahren: Laut einer Berechnung des Fraunhofer  ISE aus dem Jahr 2021 verursacht eine Kilowattstunde Solarstrom einen Treibhauseffekt, der rund 20 Gramm CO2 entspricht. Eine Kilowattstunde Braunkohlestrom dagegen verursacht 1000 Gramm CO2 – ohne dass dabei der Bau bzw. Rückbau des Kohlekraftwerks berücksichtig werden. Nach Aussage des Umweltbundesamts dauert es in Deutschland maximal zwei Jahre, bis eine Solaranlage so viel Energie erzeugt hat, wie für ihre Herstellung nötig war. 
 

Welche Garantieleistungen gibt es für Photovoltaikanlagen?

Ein moderne Photovoltaikanlage erzeugt problemlos 25 bis 30 Jahre lang zuverlässig umweltfreundlichen Strom. Daher sind die Module in der Regel auf Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit ausgelegt. Das zeigt sich auch in den Garantiebedingungen: Wir bei SENEC geben zum Beispiel 20 Jahre Produktgarantie und 25 Jahre lineare Leistungsgarantie auf alle PERC-Photovoltaikmodule. 
 

Wartung und Pflege von Photovoltaikanlagen

PV-Anlagen sind äußerst wartungsarm. Eine Reinigung ist in der Regel nicht nötig, da Staub, Blätter und andere Verschmutzungen durch die Neigung der Module meist von allen herabfallen. Bei hartnäckigen Verschmutzungen, etwa durch Ruß oder Vogelkot, kann eine professionelle Reinigung erforderlich sein. Diese Aufgabe übernehmen Spezialfirmen oder Fensterreinigungsbetriebe. Die Kosten werden meist nach Fläche berechnet und liegen bei etwa 2–3 Euro pro Quadratmeter zuzüglich Anfahrtskosten.
 

Photovoltaik sinnvoll erweitern

Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach ist gut – aber eigentlich ist sie erst der Anfang einer rundum nachhaltigen und unabhängigen Energieversorgung. Unbedingt empfehlenswert ist die Verbindung der Solaranlage mit einem Stromspeicher. Dort kann der Solarstrom, den Sie tagsüber nicht verbrauchen, gespeichert werden und steht abends und nachts zur Verfügung. Durch einen Speicher steigt Ihr PV-Eigenverbrauch von 15 – 20 % auf bis zu 30 %.

Wenn Sie ein E-Auto fahren oder die Anschaffung eines elektrischen Fahrzeugs planen, können Sie Ihre PV-Anlage mit einer Wallbox koppeln, um Ihr E-Auto günstig zuhause zu laden.  

Auch die Wärmegewinnung lässt sich an die Solaranlage koppeln. Mit einem PV-Heizstab unterstützt die Solaranlage die Warmwasserbereitung im Haushalt. In Kombination mit einer Wärmepumpenheizung beheizen Sie Ihr Zuhause besonders günstig mit Solarstrom und Umgebungswärme. Auch das Thema Wärmepumpe im Altbau ist sehr spannend und bietet einige Vorteile. 
 

Geschichte und Entwicklung der Photovoltaik

Die kommerzielle Nutzung von PV-Anlagen auf Dächern nahm ab Mitte der 1990er-Jahre an Fahrt auf. Die Kraft der Sonne wird aber schon seit Tausenden von Jahren als Energiequelle genutzt. Den sogenannten photoelektrischen Effekt, also die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie, entdeckte der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel bereits 1839. Aber hätten Sie gewusst, dass unsere heutigen Solarzellen insbesondere für die Stromerzeugung auf Raumstationen entwickelt wurde?