veröffentlicht am 3. Januar 2023
Solarstrom ist ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende in Deutschland. Es gibt viel Potenzial auf den Dächern: Mehr als 10 Millionen Einfamilienhäuser sind für Solaranlagen geeignet. Das novellierte Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) macht Photovoltaik jetzt wieder interessanter für private Haushalte.
Wie funktioniert eine Solaranlage?
Photovoltaik nutzt die Sonnenenergie, indem sie das Licht in elektrische Energie umwandelt. Bei Sonnenschein treffen die Lichtteilchen (Photonen) auf die Solarzellen und setzen Elektronen frei – dadurch entsteht Strom. Die Ladungen des Gleichstroms fließen über leitende Metallschichten ab und ein Wechselrichter wandelt den solaren Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom um. Dieser kann für den Eigenbedarf genutzt oder ins öffentlich e Stromnetz eingespeist werden. Da die Einspeisevergütung pro Kilowattstunde (kWh) für PV-Strom unter den aktuellen Strombezugspreisen liegt, lohnt es sich, den selbst erzeugten Strom auch selbst zu nutzen.
2. Der erzeugte Gleichstrom wird mittels Wechselrichter (Inverter) zum haushaltsüblichen Wechselstrom umgewandelt.
3. Optional verteilt ein Energiemanager den Strom. Durch die Software lässt sich das Tanken des E-Autos über die Wallbox, die Stromversorgung der Wärmepumpe oder die Nutzung der Wasch- oder Spülmaschine steuern.
4. Wer den Solarstrom ins Stromnetz einspeisen möchte, braucht einen Einspeisezähler oder Zweirichtungszähler, der die Strommenge misst, die ins Netz fließt. Das EEG schreibt zudem ein Einspeisemanagement vor, das eine mögliche Überlastung des Stromnetzes verhindert und für Stabilität sorgt.
5. Beim Eigenverbrauch wird der selbst erzeugte Solarstrom zunächst nicht ins öffentliche Stromnetz eingespeist, sondern direkt genutzt. Ein durchschnittlicher Haushalt verbraucht 25 bis 35 % des Solarstroms selbst, der Rest fließt automatisch ins Stromnetz. Die Eigenverbrauchsquote lässt sich durch smartes Energiemanagement und Energiespeichersysteme erhöhen.
6. Mit einem Stromspeicher kann überschüssig produzierter Strom zwischengespeichert werden. Die Batterie nimmt den Strom am Tage auf und gibt ihn zeitversetzt wieder ab. Damit lässt sich der Eigenverbrauch zu 50 bis 60 % decken.
Solarenergie vs. Photovoltaik: die Unterschiede
Solarenergie, Solarthermie, Photovoltaik, Sonnenenergie… Was ist was? Photovoltaik und Solarthermie sind die wichtigsten Technologien, die zur Energieerzeugung die Kraft der Sonne nutzen. Dabei produziert Photovoltaik Strom und Solarthermie Wärme.
Photovoltaik: Bei PV-Anlagen wird in Solarzellen die Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt, der anschließend im Haus genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Solarthermie: Bei der solarthermischen Anlage nehmen Sonnenkollektoren die Sonnenstrahlen auf und wandeln sie in Wärme um. Im Solarspeicher wird die Wärme zwischengelagert und bei Bedarf über den Wärmetauscher zum Erhitzen von Wasser oder zur Unterstützung der Heizung bereitgestellt.
Was ist besser? Es kommt darauf an…
Die Entscheidung für Solarthermie oder PV hängt von der individuellen Situation ab. Photovoltaik punktet durch Vielseitigkeit, denn mit Strom lassen sich nicht nur Haushaltsgeräte und das E-Auto versorgen, auch eine Wärmepumpenheizung kann damit angetrieben werden und durch die Einspeisung ins Netz lässt sich sogar etwas Geld verdienen. Solarthermie produziert dagegen ausschließlich Wärme. Für solarthermische Anlagen spricht der hohe Wirkungsgrad, weshalb für diese Technik weniger Dachfläche benötigt wird. In der Anschaffung sind solarthermische Anlagen in der Regel günstiger. Es gibt auch die Möglichkeit, beide Varianten parallel laufen zu lassen.
Hybridkollektoren verbinden beide Arten der Energiegewinnung und werden auch Photothermie oder Thermovoltaik genannt. Sie ersetzen parallel laufende Einzelanlagen, die Module sehen wie dicke Solar-Paneele aus. Neben den Solarzellen haben Hybridkollektoren zusätzlich Absorberbleche, hinter denen ein Luftstrom oder Flüssigkeit zirkuliert. Die Sonnenenergie erwärmt die Absorberbleche und damit die Luft oder Flüssigkeit, diese Wärmeenergie landet im Verbraucher (z.B. Pufferspeicher, Wärmepumpe). Im Privathaushalt ist die Hybridlösung erst mit der Kombination mit einer Wärmepumpe interessant.
Wie viel Strom erzeugt eine Solaranlage?
Berechnung des Stromertrags
Für die Berechnung sind die jährliche Globalstrahlungssumme am Standort [kWh/m²], die jährliche Stromerzeugung am Standort [kWh/kWp] und Einstrahlungssituation (Dachneigung und -ausrichtung) nötig. Die nötigen Daten zur Globalstrahlung finden Sie auf der Webseite des Deutschen Wetterdienstes. Eine gute Orientierung bietet die Berechnung über die Modulfläche:
Jährlicher Anlagenertrag [kWh/Jahr] = Fläche der Anlage [qm] x jährliche Strahlungsleistung [kWh/m²] x Wirkungsgrad [%]
Jährlicher spezifischer Ertrag [kWh/kWp/Jahr] = Fläche der Anlage pro Kilowattpeak [qm/kWp] x jährliche Strahlungsleistung [kWh/qm] x Wirkungsgrad [%]
Die wichtigsten Begriffe auf einen Blick
| Begriff | Definition | Weiterführende Information |
| Sonnenscheindauer in Deutschland | bis zu 2.000 Sonnenstunden | Im Sommer ist die Einstrahlung fünfmal höher als im Winter. |
| kWh (Kilowattstunde) | Das Maß, mit dem der tatsächlich erzeugte Strom angegeben wird. | |
| kWp (Kilowatt Peak) | Die Nennleistung kWp gibt die Leistung einer PV-Anlage unter Laborbedingung an. | Damit lässt sich die Höchstleistung von PV-Anlagen vergleichen. |
| Wirkungsgrad | Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der zur Verfügung stehenden Energie in Solarstrom umgewandelt wird. | Beeinflusst wird er vor allem von der Modulart, aber auch vom Wirkungsgrad des Wechselrichters. Gute bis sehr gute Werte liegen zwischen 19 und 22,5 % Wirkungsgrad. |
| Autarkiegrad | Besagt, wie viel seines Energiebedarfs ein Haushalt selbst erzeugen kann. | Eigenverbrauch / Gesamtverbrauch x 100 = Autarkiegrad |
| Eigenverbrauchsquote | Gibt an, wie viel des Eigenstroms selbst verbraucht wird. | Eigenverbrauch / PV-Produktion x 100 = Eigenverbrauchsquote |
| Module | Gängig sind Monokristalline PV-Module und Polykristalline PV-Module. Außerdem gibt es diverse Dünnschicht-PV-Module und Solar-Dachschindeln. | Die PV-Module unterscheiden sich in Material, Fertigung, Wirkungsgrad und Preis. |
Wann lohnt sich eine Solaranlage für mich? Vor- und Nachteile
Mit den stark steigenden Strompreisen wird selbst produzierter Strom immer attraktiver. Zudem ist für viele private Haushalte Solarstrom nicht nur Energie-, sondern auch Einnahmequelle. 2020 hatten etwa 1,4 Millionen private Haushalte (3,6 %) Einnahmen aus der Netzeinspeisung von Solarstrom. Das waren fast 30 % mehr als 2014, dem ersten Jahr der Erhebung dieser Angabe.
Solarstrom für den Eigenverbrauch: Vor- & Nachteile
Je stärker die Strompreise steigen, desto mehr lohnt sich der Eigenverbrauch von Solarstrom. Allerdings dauert die Amortisation einige Jahre und die Stromausbeute ist wetterabhängig.
| Vorteile des Eigenverbrauchs | Nachteile des Eigenverbrauchs |
| Kostensenkung: Der selbst erzeugte Solarstrom wirkt sich direkt auf die monatliche Stromrechnung aus. Der Eigenverbrauch lässt sich durch einen Speicher erhöhen. Auch das E-Auto kann über die Wallbox geladen werden. | Hohe Investitionskosten |
| Staatliche Förderung: Die KfW fördert neue Solaranlagen über das Programm 270 „Erneuerbare Energie – Standard“ mit einem zinsgünstigen Kredit. | Wer Unterstützung über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) beantragen möchte, braucht die Mitwirkung von Energieeffizienz-Expertinnen oder -Experten. |
| Langlebigkeit: Die Module haben 20 bis 25 Jahre Lebensdauer. | Der Wechselrichter muss oft nach 10 bis 15 Jahren ausgetauscht werden. |
| Umweltbewusstsein: Wer sich mit den Verbräuchen im Haushalt auseinandersetzt, geht auch gezielter mit Strom um. Die eigene CO2-Bilanz verbessert sich und die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen wird erhöht. | |
| Altanlage weiterverwenden: Wer 20 Jahre lang Strom eingespeist hat, kann mit ein paar technischen Anpassungen an der Messeinrichtung den selbst erzeugten Solarstrom selbst verbrauchen. | |
| Entlastung: Private Solaranlagen entlasten die Stromnetze. | |
| Inselanlage: Standorte ohne Stromanschluss können sich mit einer Photovoltaik-Inselanlage selbst versorgen. |
Solarstrom einspeisen: Vor- & Nachteile
Wer seinen Strom eingespeist, profitiert von der Einspeisevergütung. Diese sinkt allerdings, je mehr PV-Anlagen ans Netz gehen. Damit sind die Kosten für Strom, der aus dem Netz bezogen wird, höher als der Ertrag für die Einspeisung.
| Vorteile bei der Einspeisung | Diese Nachteile gibt es |
| Es gibt eine Einspeisevergütung für Anlagen bis 10 kWp. Die Vergütung für Volleinspeisung liegt über der für Teileinspeisung. | Die Einspeisevergütung liegt weiter unter dem Strompreis. |
| Die Vergütung ist auf 20 Jahre ausgelegt. Das erhöht die Planungssicherheit. | Nach Ablauf der 20 Jahre müssen Sie sich einen neuen Abnehmer suchen, sonst kann die PV-Anlage abgeregelt werden. Alternativ legen Sie sich einen Stromspeicher zu, um den Eigenverbrauch zu erhöhen. |
| Es gibt eine Anschlussförderung für Altanlagen, die keine Einspeisevergütung mehr bekommen. | Von der Vergütung vom Netzbetreiber wird noch ein Vermarktungsentgelt abgezogen. Was übrig bleibt, deckt kaum die Betriebskosten. |
| Mit dem Jahressteuergesetz 2022 entfällt die Umsatzsteuer für kleinere Photovoltaikanlagen. | Hohe Investitionskosten |
Solaranlagen: diese Optionen gibt es
Dachanlagen
- Die Solaranlage auf dem Dach ist die gängige Form der privaten Energiegewinnung. Bei den Aufdachanlagen werden Module auf ein Trägersystem montiert und über die Solarzellen wird elektrischer Strom zum Eigenverbrauch oder zur Einspeisung gewonnen.
- Indach-PV-Anlagen sind gebäudeintegrierte Anlagen (BIPV). Hier ist die PV-Anlage als Teil der Dachhaut verbaut, was optisch Vorteile hat. Der Wirkungsgrad dieser Technologie ist etwas geringer.
- Solardachziegel gehören zu den Indach-Anlagen. Sie funktionieren wie Solarzellen, indem sie die Sonnenstrahlen absorbieren und in elektrische Energie umwandeln, haben aber die Optik der jeweils verwendeten Dachziegel. Die PV-aktiven Ziegel werden wie Standardziegel verlegt und untereinander verbunden. Der Installationsaufwand ist hoch, deshalb werden die Dachziegel vor allem bei der denkmalgerechten Sanierung verwendet.
Dachanlagen
Solaranlage mit Speicher
Wer zur PV-Anlage einen Solarstromspeicher anschafft, erhöht den Autarkiegrad. Die meisten Batterien werden zusammen mit der Photovoltaikanlage angeschafft. In Deutschland sind mit Stand Ende 2021 bereits 413.000 Solarstromspeicher installiert, die durchschnittliche Größe liegt bei 7 kWh.
Solaranlage mit Speicher
Solarthermie
- Bei der Solaranlage zur Warmwassergewinnung läuft die Anlage unabhängig von der Heizung und liefert warmes Wasser, solange die Sonnenenergie ausreicht. Scheint sie nicht, springt die Heizung an, um Warmwasser zu bereitzustellen.
- Die Solaranlage zur Warmwasser- und Heizungsunterstützung funktioniert wie eine Solarthermie-Anlage, aber der Solarspeicher ist nicht mit Trinkwasser gefüllt, sondern mit Heizungswasser. Für diese Kombi-Anlagen gibt es BAFA-Förderung.
Solarthermie
Balkonkraftwerk
Am Balkon lässt sich bereits mit einem PV-Modul Strom gewinnen. Das Modul verfügt über einen Schuko-Stecker und einen integrierten Wechselrichter und kann in die Steckdose gesteckt werden. Der erzeugte Strom wird nicht ins öffentliche Stromnetz eingespeist, sondern direkt im Hausnetz verbraucht und ist damit auch interessant für Mieterinnen und Mieter. Kompakte Plug-In-Solarmodule müssen nicht genehmigt werden. Sie können auch an der Hausfassade oder im Garten Strom produzieren.
Balkonkraftwerk
Mobile Solaranlagen
Die Stromversorgung immer dabei: Die tragbaren Solaranlagen eignen sich aber nicht nur für den Campingurlaub, sondern auch fürs Zuhause. Kleine Modelle bestehen aus zwei bis vier Solarmodulen und einem Laderegler, der dafür sorgt, den Wirkungsgrad bei der Stromversorgung möglichst hoch zu halten.
Mobile Solaranlagen
Wie langlebig ist eine Solaranlage?
Solaranlage: Kosten und Erträge
Die Kosten einer Solaranlage hängen von der Art der Anlage, ihrer Größe und der Qualität der Komponenten wie Module oder dem Wechselrichter ab. Für Privathaushalte liegt die Leistung zwischen 3 und 10 kWp. Mit 1 kWp PV-Leistung werden im Jahr zwischen 950 und 1.200 kWh Strom erzeugt. Im Mittel sind dafür 8 m2 nötig.
Anschaffungs- bzw. Installationskosten einer Solaranlage
| kWp | Kosten | Kosten/kWp |
| 4 | 6.400 Euro | 1.600 Euro |
| 8 | 11.200 Euro | 1.400 Euro |
| 10 | 13.000 Euro | 1.300 Euro |
Berechnung eines Durchschnittshaushalts ohne Solarspeicher:
| Anzahl der Solarmodule | 27 |
| Leistung | 7 kWp |
| Kosten | 10.600 € |
| Wechselrichter | 1.500 Euro |
| laufende Kosten | 2 % der Anschaffungskosten/Jahr |
Kosten für einen Solarspeicher
Fast jede zweite neue Photovoltaikanlage wird mit Stromspeicher installiert. Das erhöht den Eigenverbrauch und senkt die Stromrechnung.
| Stromspeicher | 700-2.400 Euro/kWh-Speicherkapazität |
| Einbau | 900-2.300 Euro |
Instandhaltung einer Solaranlage
Um die Leistung der PV-Anlage möglichst lange möglichst hoch zu halten, ist eine regelmäßige Reinigung und die Kontrolle der PV-Komponenten nötig.
| Wartung | ab 120 Euro |
| Reinigung | 2-2,5 Euro/qm |
| Versicherung | 150-200 Euro/Jahr |
Kostenloser Solar/Photovoltaik Rechner
- die Region – in Norddeutschland ist die Sonnenscheindauer geringer als im Süden
- Stromverbrauch
- Anzahl der Bewohnerinnen und Bewohner
- die Tageszeit, in der Strom hauptsächlich genutzt wird
- Wallbox
- Wärmepumpe
- Art des Daches
- Größe des Daches
- Dachneigung
- Himmelsrichtung, in die das Dach ausgerichtet ist
Die Rechner geben eine Orientierung, wie hoch die Einsparung ausfallen kann und kalkulieren den jährlichen Energiebedarf, die Größe der Solaranlage in kWp und kWh und geben einen Anhaltspunkt, wie hoch der Eigenverbrauch ausfallen kann. Außerdem, wie viel Strom vom Versorger bezogen und wie viel ins Netz eingespeist werden dürfte. Beispiele:
Solaranlage installieren
Kann man eine Solaranlage selbst installieren?
- Statik prüfen
- Netzbetreiber informieren
- Bauteile ermitteln und bestellen
- Unterkonstruktion installieren (Metallwinkel von unten zwischen zwei Dachziegel schieben und mit der Konterlattung verschrauben)
- Profile installieren
- Module in den Gestellen fixieren
- Module in Reihe oder parallel miteinander verkabelt und mit dem Wechselrichter verbinden
- Anmeldung beim Netzbetreiber
Solaranlage fachmännisch installieren lassen
In der Regel wird die Installation von dem Fachbetrieb (Solarteur) vorgenommen, der die Anlage geplant hat. Ein regionaler Solarteur ist auch bei Problemen schnell vor Ort. Die Montage selbst dauert normalerweise 1 bis 3 Tage. Solarteure geben auch Tipps zu Eigenverbrauch und Netzanschluss, Funktionsweise, der Anlagenwartung und zur Auswertung relevanter Daten.
Solaranlage mieten
Wer eine hohe Anfangsinvestition scheut, kann eine PV-Anlage mieten. Wer kauft, betreibt als Eigentümerin oder Eigentümer die Anlage und ist auch voll für sie verantwortlich. Bei der Miete wird ein Vertrag mit 15 bis 25 Jahren Laufzeit abgeschlossen und ein monatlicher Betrag fällig. Planung, Installation und meist auch Zusatzleistungen wie Wartung und Versicherung sind darin inbegriffen. Wird das Haus verkauft, müssen die Eigentümerinnen und Eigentümer meist dafür sorgen, dass der Mietvertrag weitergeführt wird. Die Miete für eine Solaranlage liegt bei 100 bis 120 Euro im Monat. Die Miete bleibt über die gesamte Laufzeit stabil.
Fördermöglichkeiten für Solarenergie
Fördervergütung: Für die Mini-Solaranlage im Garten gibt es zukünftig eine Fördervergütung für Anlagen bis 20 kW.
KfW-Förderung: Der KfW-Kredit Erneuerbare Energien „Standard“ (270) fördert die Errichtung, den Kauf sowie den Anbau von Photovoltaikanlagen mit einem zinsgünstigen Kredit.
BAFA-Förderung: Mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) fördert die BAFA Solarthermie-Anlagen inklusive Solarspeicher unter der Einzelmaßnahme „Solarthermieanlagen“. Mit 25 % bezuschusst werden die Solarkollektoren und der Anschluss der solarthermischen Anlage an das Warmwasser- beziehungsweise Heizsystem, der Solarspeicher und die notwendigen Arbeiten und Materialien.
Regionale Förderung: Das ist eine Recherche wert, denn Bundesländer oder Kommunen setzen zum Teil regionale Programme zur Förderung von erneuerbaren Energien auf.
Solaranlage finanzieren: Ihre Möglichkeiten
Wohnkredit: Bei dem Konsumentenkredit wird ein Darlehen von 5.000 und 50.000 Euro zu einem festen Zinssatz für eine Laufzeit von bis zu zehn Jahren vereinbart. Für diese Darlehen wird keine Grundschuld auf eine Immobilie benötigt, dennoch werden sie speziell an Immobilienbesitzer vergeben.
Ratenkredit: Bei einem flexiblen Verbraucherkredit kann die Kreditnehmerin oder der Kreditnehmer die Kreditsumme ohne festen Verwendungszweck nutzen. Die Tilgung erfolgt in monatlichen Raten inklusive Zinsen. Die Kreditsumme liegt zwischen 3.000 und 80.000 Euro und er hat eine Laufzeit von 12 bis 120 Monaten. Sondertilgungen sind jederzeit möglich.
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