Photovoltaik

Photovoltaik wandelt Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Während des Betriebs entstehen dabei keine direkten CO₂-Emissionen. Die Technologie spielt deshalb eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Energiesektor. Aber wie funktioniert Photovoltaik überhaupt? Welche Potenziale und Einschränkungen bietet sie und wie lässt sie sich möglichst effektiv 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 nutzt die Sonneneinstrahlung zur Stromerzeugung. Der mögliche Ertrag hängt unter anderem von Standort, Ausrichtung, Verschattung und Wetterbedingungen ab.

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.

Die Kosten einer Photovoltaikanlage und eines Stromspeichers hängen von Leistung, Komponenten, Montageaufwand, Dachbeschaffenheit und Anbieter ab. Eine belastbare Kostenschätzung ist nur anhand eines individuellen Angebots möglich.
 

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 höher als die beim Eigenverbrauch vermiedenen Stromkosten, kann eine stärkere Einspeisung finanziell vorteilhaft sein. Maßgeblich sind die individuellen Vertrags-, Verbrauchs- und Anlagendaten.

Liegt die Einspeisevergütung unter den beim Eigenverbrauch vermiedenen Stromkosten, kann ein höherer Eigenverbrauch finanziell vorteilhaft sein. Investitions-, Betriebs- und Speicherkosten sind dabei ebenfalls zu berücksichtigen.

Für eingespeisten Solarstrom erhalten Anlagenbetreiber eine gesetzlich festgelegte Vergütung. Ihre Höhe richtet sich nach den zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme geltenden Regelungen. Ob Einspeisung oder Eigenverbrauch finanziell vorteilhafter ist, muss individuell bewertet werden.

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. 

Umweltwirkungen und Wiederverwertung von Photovoltaik-Komponenten

Photovoltaikanlagen erzeugen im Betrieb Strom, ohne dabei direkte CO₂-Emissionen zu verursachen. Herstellung, Transport und Entsorgung der Solarmodule sowie weiterer Komponenten benötigen jedoch Energie und Rohstoffe und verursachen Emissionen und Abfälle. Für eine vollständige Bewertung müssen deshalb sämtliche Phasen des Produktlebenszyklus berücksichtigt werden.

Nach einer vom Fraunhofer ISE veröffentlichten Berechnung aus dem Jahr 2021 verursacht die Erzeugung einer Kilowattstunde Solarstrom über den betrachteten Lebenszyklus Treibhausgasemissionen von rund 20 Gramm CO₂-Äquivalenten. Für eine Kilowattstunde Braunkohlestrom werden rund 1.000 Gramm angegeben. Die Werte gelten für die in der Untersuchung verwendeten Annahmen und Systemgrenzen.
 

Welche Garantieleistungen gibt es für Photovoltaikanlagen?

Photovoltaikmodule sind üblicherweise für eine langjährige Nutzung ausgelegt. Ihre tatsächliche Lebensdauer und Leistungsentwicklung hängen unter anderem von der Modulqualität, der Installation, dem Standort und den Betriebsbedingungen ab. Für die betreffenden SENEC-PERC-Photovoltaikmodule gelten die jeweils aktuellen Bedingungen zur Produkt- und linearen Leistungsgarantie.
 

Wartung und Pflege von Photovoltaikanlagen

Der Wartungs- und Reinigungsbedarf hängt unter anderem von Standort, Dachneigung, Verschmutzung und Anlagenkomponenten ab. Regelmäßige Sicht- und Funktionskontrollen können helfen, Schäden oder Ertragseinbußen frühzeitig zu erkennen. 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 kann der Ausgangspunkt für eine Energieversorgung mit einem höheren Anteil selbst erzeugten Solarstroms sein. Durch die Verbindung mit einem Stromspeicher lässt sich ein Teil des tagsüber erzeugten Solarstroms zu einem späteren Zeitpunkt im Haushalt nutzen. Dadurch kann der Eigenverbrauch steigen und der Netzstrombezug sinken.

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. Eine Wärmepumpe kann einen Teil des von der Photovoltaikanlage erzeugten Stroms nutzen. Die tatsächlichen Heizkosten hängen unter anderem von Gebäudezustand, Anlageneffizienz, Strombedarf, Solarertrag und Stromtarif ab.
 

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?