Letzte Aktualisierung: 31.03.2022
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Photovoltaik: Selbst Strom erzeugen mit Solarenergie
Photovoltaik steht für die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität und ist eine der wichtigsten Energiequellen der Erneuerbaren Energien.
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Elektrischer Strom aus Photovoltaik-Anlagen gewinnt in Deutschland seit den 1990er Jahren kontinuierlich an Bedeutung. So konnten im Jahr 2020 ca. 9 % des gesamten deutschen Brutto-Stromverbrauchs mit Photovoltaik gedeckt werden. Ende des Jahres 2020 waren in Deutschland rund 1,7 Millionen Photovoltaik-Anlagen mit einer kumulierten Nennleistung von fast 50 GW installiert. Mit dieser installierten Erzeugungsleistung wird die Photovoltaik in Deutschland nur von der Windenergie übertroffen.
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Photovoltaik erlebt eine dynamische Entwicklung
Der Begriff Photovoltaik setzt sich aus dem griechischen Wort für Licht "Phos" und dem Namen des Physikers Alessandro Volta (Volt) zusammen. Eine Photovoltaikanlage wandelt Lichtenergie direkt in elektrische Energie um durch Nutzung des "photovoltaischen Effekts". Unter dem photovoltaischen Effekt versteht man die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem Festkörper durch Lichteinstrahlung.
Die Stromgewinnung durch eine Photovoltaikanlage erspart der Umwelt den Ausstoß von Kohlendioxid und bedeutet vor allem eine Reduzierung der Abhängigkeit von Rohstoff-Ländern. Ökonomische Anreize wie das EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) sowie die Entwicklung der Preise für fossile Energieträger (Öl und Gas) haben zu einer großen Akzeptanz und einer dynamischen Entwicklung der Photovoltaik geführt.
Installierte Photovoltaik-Leistung (kumuliert in MWp) in Deutschland von 1990 bis 2019 (Quelle: BMWi "Zahlen und Fakten: Energiedaten" Tabelle 20 - Stand: 05.10.2020)Ende des Jahres 2020 registrierte die Bundesnetzagentur (BNetzA) insgesamt eine kumulierte Photovoltaikleistung in Höhe von 54 Gigawatt.
Im Photovoltaik-Marktsegment unter 10 kWp wurden in 2020 151.700 PV-Anlagen mit einer PV-Gesamtleistung von 1.131 MW – und damit um 99% mehr Leistung als 2019 - neu installiert. Im Vorjahr 2019 waren es erst 77.100 Anlagen mit einer Leistung von 570 MW und im bisher stärksten Jahr 2011 120.000 Solarstromanlagen mit einer Leistung von 700 MW.
Weniger stark wuchs aufgrund deutlich abgesenkter Marktprämien das gewerbliche Photovoltaik-Anlagensegment von 10 bis 750 kWp in 2020 nur mit 2.887 MW gegenüber 2019.
In der Photovoltaik-Leistungsklasse oberhalb von 750 kWp legte die neu installierte Solarstromleistung um 61 Prozent oder 867 MW zu, die fast ausnahmslos auf ebenerdig errichtete Solarparks entfielen.
So funktioniert eine Photovoltaikanlage
Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarmodulen, die wiederum aus miteinander verschalteten Solarzellen bestehen. Der in der Photovoltaikanlage produzierte Strom wird über Gleichstromleitungen zum Wechselrichter geführt. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Photovoltaikanlage in Wechselstrom um.
Bei einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage wird der PV-Strom dann über einen Zähler ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Der ins Stromnetz eingespeiste Photovoltaik-Strom wird dann durch eine Einspeisevergütung entsprechend dem EEG vergütet.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage? (Grafik: Agentur für Erneuerbare Energien)Lohnt sich eine Photovoltaik-Anlage?
Mit abnehmender EEG-Einspeisevergütung und steigenden Haushaltsstrompreisen wird der Eigenverbrauch des Photovoltaik-Stroms immer lohnender. Während Besitzer einer Photovoltaik-Anlage bei der Netzeinspeiszung im besten Fall eine Rendite von ein bis zwei Prozent im Jahr erreichen, sind es beim Eigenverbrauch sechs bis acht Prozent. Wollen Hauseigentümer also ihre Rendite erhöhen, sollten sie möglichst viel des eigenen Solarstroms selbst nutzen.
Aber: Nur durchschnittlich 20 bis 30 Prozent des Solarstroms verbrauchen Privathaushalte selbst. Dass die Eigenverbrauchsquote nicht höher ausfällt, liegt daran, dass die Photovoltaik-Anlage den meisten Strom am Mittag erzeugt, wenn die Sonne am intensivsten scheint. Dann sind viele Hauseigentümer jedoch bei der Arbeit oder benötigen nur wenig Strom. Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, sollten elektronische Geräte mit Timer wie Waschmaschinen, Geschirrspüler oder Saugroboter deshalb möglichst mittags laufen.
Während der eigene Stromverbrauch teilweise auf die Phasen der Solarstromproduktion abgestimmt werden kann, helfen Batteriespeicher, den Eigenverbrauch weiter zu erhöhen. Mit speziellen PV-Stromspeichern lässt sich der Stromüberschuss vom Mittag für die Abendstunden speichern, wenn der Strombedarf in Privathaushalten am höchsten ist. Nutzen Hauseigentümer einen Photovoltaik-Speicher, können sie ihren Eigenverbrauch auf bis zu 80 Prozent steigern.
| kleine PV-Dachanlagen (< 30 kWp) | große PV-Dachanlagen (> 30 kWp) | PV-Freiflächenanlagen (> 1 MWp) |
|---|---|---|
| 6 bis 11 Cents pro kWh | 4,5 bis 10 Cents pro kWh | 3,5 bis 6 Cents pro kWh |
Fazit: Die Strompreise steigen und die Photovoltaik-Kosten sinken. Diese Scheren-Entwicklung ist der Grund, dass viele Experten annehmen, dass der Eigenverbrauch ein Renditemaß annimmt, dass sich mehr und mehr Hausbesitzer für eine Anlage vielfach mit Speicher entscheiden werden. Zudem wird die Investition in einen Photovoltaik-Stromspeicher häufig gefördert.
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Unser PV-Rechner: Online Rendite berechnen!
Der Photovoltaik-Ertrag ist ein wesentlicher Faktor für die Rentabilität einer Investition in eine Photovoltaik-Anlage. Als monetäre Kenngröße wird der physische Stromertrag mit der Vergütung (eingesparter Haushaltsstrompreis und/ oder Einspeisevergütung) multipliziert.
Dem Ertrag gegenüber stehen die Anschaffungskosten, gegebenenfalls Finanzierungskosten, sowie die Kosten für Betrieb und Wartung der Anlage. Die Rentabilität einer PV-Anlage ist gegeben, wenn über alle Betriebsjahre gerechnet der Ertrag höher ist als die Kosten. Es gilt:
Σ PV-Ertrag x Vergütung ≥ Gesamtkosten
Mit unserem Online-Rechner können Sie in wenigen Schritten den individuellen Ertrag einer Photovoltaik-Anlage auf Ihrem Dach und die Rentabilität dieser Anlage berechnen.
Photovoltaik-Angebote prüfen und richtig einschätzen
Photovoltaik auf dem eigenen Dach bedeutet ein Stück Unabhängigkeit und macht das Wohnen klimafreundlicher. Auch finanziell kann es sich auszahlen. Vor dem Kauf sollten Sie aber unbedingt immer mehrere Angebote einholen. Die Verbraucherzentrale NRW gibt dazu folgende 4 Kauf-Tipps:
- Keine Lösung von der Stange: Standardisierte Photovoltaik-Pakete passen nicht auf jedes Dach, jede Photovoltaik-Anlage muss individuell geplant werden. Ohne Vor-Ort-Termin ist das kaum seriös möglich. Denn bauliche Gegebenheiten und Schattenwürfe spielen genauso eine Rolle wie das Profil des Stromverbrauchs eines Haushalts. Nur mit diesen Informationen können Module, Wechselrichter und gegebenenfalls ein Batteriespeicher optimal geplant werden.
- Groß ist wirtschaftlich: Wer finanziellen Spielraum hat, sollte die Dachfläche möglichst voll ausnutzen. Je größer eine Anlage ist, desto wirtschaftlicher ist sie letzten Endes, denn die doppelte Leistung ist nicht doppelt so teuer. So kosten vier Kilowatt im Schnitt 7.600 Euro, acht Kilowatt aber nicht 15.200, sondern nur 13.040 Euro.
- Kompetenter Betrieb: Der beauftragte Photovoltaik-Betrieb sollte Fachkenntnis und Erfahrung in Sachen Photovoltaik nachweisen können. Das geht zum Beispiel mit Zertifikaten zu Aus- und Weiterbildungen oder regelmäßigen Schulungen bei Herstellern. Hilfreich ist es auch, wenn andere Kunden Auskunft über ihre Erfahrungen geben. Ideal ist ein Betrieb aus der Nähe. Das bedeutet meist kürzere Reaktionszeiten und weniger Aufwand bei Reklamationen, Reparaturen und ähnlichem.
- Ausführliches Angebot: Das Photovoltaik-Angebot sollte alle Bauteile und Arbeitsschritte enthalten, die für Montage und Anschluss erforderlich sind. Auch alle Fristen und ein verbindlicher Termin, zu dem die Photovoltaik-Anlage ans Netz geht, gehören hinein. Zahlungen sollten immer erst vorgesehen sein, nachdem der Handwerksbetrieb die entsprechenden Lieferungen und Leistungen erbracht hat. Verbraucher sollten sich jedes Angebot in Ruhe erläutern und Lücken schließen lassen, bevor sie einen Auftrag erteilen.
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