Sonnenenergie ist für Privatpersonen und Unternehmen ein nachhaltiger Weg, Gebäude unabhängig zu versorgen. Solarmodule auf dem Hausdach, dem Carport, der Freifläche und sogar an der Gebäudewand generieren Strom aus dieser erneuerbaren Quelle. Mit rund 66 Gigawatt installierter Leistung trägt die Photovoltaik bereits jetzt maßgeblich zur Energieversorgung bei.

Bis 2035 möchte Deutschland in der Lage sein, den benötigten Strom komplett aus erneuerbaren Quellen zu beziehen. Allein 215 Gigawatt Photovoltaikleistung sollen dann installiert sein. Und mit der Novellierung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) ist ein Umrüsten nahezu unumgänglich.

Fragen zur Sicherheit, der Einspeisevergütung und Rentabilität verunsichern Unternehmen und Privatpersonen allerdings, in saubere Energieerzeugung zu investieren, trotz umfassender Förderprogramme. Hier finden Sie Antworten auf die wichtigsten Fragen rund um Photovoltaikanlagen.

Was ist Photovoltaik und wie funktioniert es?

Eine Photovoltaik- oder Solaranlage ist die Technologie, mit der die Energie aus Sonnenstrahlen und anderen Lichtquellen aufgenommen und in Strom umgewandelt wird.

Photovoltaikanlagen sind aufgebaut aus:

• Solarzellen, die in Solarmodulen zusammengefasst werden.
• einem Mountingsystem, mit dem die Solarmodule auf dem Dach oder der genutzten Fläche installiert werden.
• Wechselrichtern, die den aus dem Licht gewonnenen Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, den unsere Stromnetze nutzen können.
• einem Speicher, um den Strom dann nutzen zu können, wenn man ihn braucht.
• Zweirichtungszählern, die den Stromverbrauch messen.
• Managementsoftware, mit der die Anlage eingestellt und geregelt wird.

Eine Solarzelle besteht aus Siliziumschichten. Trifft Licht auf diese Schichten, geraten Siliziumelektronen – vereinfacht gesagt – in Bewegung und wandern von einer Schicht in die nächste. Es entsteht ein elektrisches Feld, dessen Strom wir nutzen können.

Für die Leistung eines Solarmoduls wird der Kennwert Kilowattpeak (kWp) verwendet. Der Wert gibt an, welche Leistung die Anlage bei optimalen Bedingungen erbringt. Die reale Leistung setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen:

• dem tatsächlich eingefangenen Licht: Wie viel Licht eine Solarzelle aufnimmt, hängt wiederum von der Tages- und Jahreszeit, von der Bewölkung, der Luftverschmutzung und der Verschmutzung der Module, dem Standort und dem Einfallwinkel des Lichtes ab.
• der Temperatur: Bei Hitze erzeugen Solarmodule gegebenenfalls weniger Strom.
• dem Wind: Wind wirkt sich auf die Modultemperatur aus.

Wie das genau funktioniert, erklärt das Helmholz-Zentrum Berlin auf seinem Youtube-Kanal.

Good to know: Während Photovoltaik Licht in Strom umwandelt, generiert Solarthermie aus Licht Wärme!

Vorteile von Photovoltaikanlagen

Sonnenenergie ist umweltfreundlich

Sonnen-, Windenergie und Wasserkraft sind die Wege, Strom zu gewinnen, ohne Ressourcen unserer Erde zu verbrennen oder anderweitig zu zerstören. Schon aus diesem Grund gehören Photovoltaikanlagen zu den umweltfreundlichsten Lösungen für die Energieerzeugung. Ein großer Teil der Flächen, die sich zur Sonnenstromernte eignen, bleibt derzeit ungenutzt, z. B.:

• Dächer
• Parkplätze
• Carports
• Brachflächen

Mit einer Photovoltaikanlage machen Sie aus Ihren ungenutzten Flächen Sonnentanks, leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und versorgen Ihre Gebäude unabhänig.

Viele Flächen wie Agrarflächen und landwirtschaftliche Nutzflächen eignen sich für eine Doppelnutzung. Auf diese Weise kann eine Solaranlage sogar eingesetzt werden, um Pflanzen, Tieren und Aquakulturen Schatten und Unterstellflächen zu bieten. Auch Gebäudeintegrationen, Anlagen auf künstlichen Seen oder Verkehrswegen sind möglich. Laut der „Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“ des Fraunhofer ISE gibt es in Deutschland ausreichend Flächen für Photovoltaik, ohne in nennenswerte Konflikte mit Landwirtschaft oder Naturschutz zu geraten.

Wie sieht es mit der CO₂-Bilanz inklusive der Herstellungskosten aus? Das Fraunhofer ISE kalkuliert das Treibhausgaspotenzial einer PV-Anlage mit 56 g CO₂-Äq./kWh, wobei CO₂-Äq. für CO₂ und äquivalente Stoffe steht. Zum Vergleich: Stromerzeugung durch Kohle kommt auf über 1000 g CO₂-Äq./kWh, Erdgas immerhin auf etwa 400 g CO₂-Äq./kWh.

Laut der aktuellen Daten der Wissenschaftler*innen braucht es übrigens nur 1,3 Jahre, bis eine Anlage die Energie, die für ihre Produktion aufgebracht wurde, wieder eingespielt hat.

Unabhängigkeit von Energieversorgern

Wer seinen Strom selbst generiert, wird unabhängig von Energieversorgern. Mit einer Photovoltaikanlage Strom selbst zu erzeugen und zu verbrauchen, lohnt sich also auch finanziell. Je mehr des selbst erzeugten Stroms Sie direkt verbrauchen, umso unabhängiger sind Sie auch von Marktschwankungen.

Mit den Neuerungen des Gebäudeenergiegesetzes müssen Neubauten ab 1. Januar 2024 (außerhalb von Neubaugebieten ab 2026/28) so realisiert werden, dass 65 Prozent der Heizenergie aus Erneuerbaren Quellen stammt. Auch für Bestandsgebäude soll die Heizenergieversorgung perspektivisch von fossilen Energieträgern befreit werden. Eine strombasierte Heizanlage in Kombination mit einer PV-Anlage stellt hier eine nachhaltige Lösung dar.

Wertsteigerung des Gebäudes

Mit jeder Baumaßnahme, mit der Sie eine Immobilie energetisch optimieren, steigern Sie auch Ihren Wert. Mit Blick auf einen möglichen Verkauf bringt eine Solaranlage nicht nur als technische Einrichtung Pluspunkte, sie steigert die Bewertung im Energieausweis und damit den Gesamtwert.

Die Installation von Photovoltaikanlagen

Die Kosten einer Solaranlage

Um die grüne Energie nutzen zu können, müssen Sie trotzdem erst mal investieren. Die Kosten einer Solaranlage ergeben sich unter anderem aus der genutzten Fläche und definierten Zielleistung. Als Richtwert geben Beratungsportale wie die Verbraucherzentrale 1600 Euro/kWp an. Die Expert*innen empfehlen, die zur Verfügung stehende Fläche maximal auszunutzen. Der überschüssige Strom kann ins Netz eingespeist und als zusätzliche Einnahmequelle genutzt werden. Eine Studie der HTW Berlin zeigte, dass allein auf den Eigenverbrauch optimierte kleine Anlagen häufig mit vergleichsweise höheren Gesamtkosten verbunden sind.

In die Gesamtkosten spielen aber noch mehr Faktoren als die Anzahl der verbauten Module hinein. Wartungskosten, Inspektionskosten, Versicherungen und die Kosten für die Speicherlösung müssen bedacht werden. Die Wartung sollte in Absprache mit Ihrem Fachunternehmen jährlich durchgeführt werden. Alle vier Jahre steht die Wiederholungsprüfung der Anlage an. Der Wartungsaufwand ist im Vergleich mit anderen Energieerzeugern aber recht gering.

Sie haben ein konkretes Projekt? Sprechen Sie uns an.

So kommen die Solarmodule aufs Dach

Ein Solarmodul wiegt im Schnitt um die 20 Kilogramm. Entsprechend viel Gewicht muss ein Dach tragen können. Hier kommt unser Montagesystem ins Spiel. Eine gute Unterkonstruktion verteilt die Last perfekt auf dem Dach, sodass heute quasi jedes Dach für eine Solaranlage geeignet ist. Zusätzliche Lasten wie Schnee und Wind werden bei der Kalkulation gleich eingerechnet.

Um die Solaranlage effizient zu betreiben, muss sie optimal auf den Lichteinfall ausgerichtet sein. Wie Solaranlagen ausgerichtet werden, erfahren Sie in unserem Beitrag „Die Grundlagen der Ausrichtung einer Solaranlage“.

Mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 20 Jahren können Sie bei Solaranlagen heute rechnen. Ist die Anlage gut gepflegt, kann sie aber durchaus länger laufen. Alternativ bestücken Sie das Montagesystem mit neueren Modulen.

Die Berechnung und Installation einer Solaranlage sollte ein Fachunternehmen übernehmen. Fehler bei der Installation können zu Kurzschlüssen und Bränden führen.

Förderung von Photovoltaikanlagen

Mit der im September 2023 beschlossenen aktuellen Fassung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG), ist auch ein neuer Förderkatalog verbunden. Die Wärme- und Stromversorgung des Gebäudes gekoppelt umzusetzen, ist daher ein Weg, Gebäude zukunftssicher zu gestalten und sich bis zu 50 Prozent der förderfähigen Kosten zu sichern.

Für Privatpersonen, Unternehmen, Vereine, Landwirtschaftsbetriebe und weitere Zielgruppen bietet darüber hinaus der Förderkredit „Erneuerbare Energien – Standard“ der KfW-Bank attraktive Unterstützung für Bau und Erweiterung von Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern. Dabei stehen pro Vorhaben Kredite in Höhe von bis zu 50 Mio. Euro zur Verfügung, die sich mit anderen Förderinstrumenten verbinden lassen. Für Privatpersonen ist die Kreditvergabe an die Verpflichtung geknüpft, einen Teil des produzierten Stroms einzuspeisen oder zu verkaufen.

In Förderprogramme integriert sind inzwischen auch Anlagenkonzepte wie Floating-PV und Agri-PV, was interessante Perspektiven für Freiflächenanlagen bietet.

Ertrag und Wirtschaftlichkeit

Mit der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) für 2023 hat sich auch für die Photovoltaik einiges getan. Jedes Jahr können Betreiber*innen entscheiden, ob sie den gewonnenen Strom ganz in das Netz einspeisen oder zum Teil selbst verbrauchen möchte. Die Einspeisung war bisher gedeckelt, sodass es für Betreiber*innen kaum attraktiv war, in eine große Solaranlage mit geringem oder keinem Eigenverbrauch zu investieren. Auch das hat sich mit der Novelle geändert.

Einsparungen durch den Eigenverbrauch

Besonders bei kleinen Anlagen lohnt es sich nach wie vor, den Großteil des Stroms selbst zu verbrauchen. Umso mehr, nachdem die EEG-Umlage für den Eigenverbrauch und Direktlieferungen der Energie für Photovoltaik und Wärmepumpen wegfallen. Die Weiterentwicklungen im Batteriebereich machen es darüber hinaus möglich, mehr Sonnenstrom zu speichern und flexibel zu nutzen. Auch E-Mobilität lässt sich inzwischen gut mit Solartechnik verbinden.

Einnahmen durch den Verkauf von überschüssigem Strom

Mit dem Verkauf des überschüssigen PV-Stroms können Sie einen Teil der Investitionskosten amortisieren. Neu an der EEG-Novelle ist, dass Sie sich auch entscheiden können, den Strom komplett einzuspeisen. Volleinspeisende erhalten eine höhere Vergütung pro Kilowattstunde. Gerade bei großen Anlagen kann es so rentabler sein, den gesamten Strom ins Netz abzugeben. Auch für Privatpersonen werden Anreize geschaffen, die gesamte Dachfläche mit einer leistungsstarken Anlage auszustatten.

Fazit: Lohnt sich Photovoltaik?

Die Frage können wir mit einem klaren Ja beantworten. Sonnenenergie ist eine der tragenden Säulen der künftigen Energieversorgung. Frühzeitig umzurüsten, bringt Ihnen energetische Unabhängigkeit, langfristige finanzielle Vorteile und ist ein Beitrag zum Umweltschutz. Mit dem Ziel der Bundesregierung, bis 2045 die Gebäudeversorgung frei von fossilen Energiequellen zu gestalten, ist es umso ratsamer, schnell zu handeln. Ob und wie sich Ihre Fläche/Ihre Immobilie/ihr Projekt eignet, dazu beraten Sie unsere Expert*innen gern.

FAQ:

Bringen auch kleine PV-Anlagen eine attraktive Rendite?

Laut Fraunhofer ISE kann grundsätzlich jede Anlage Renditen einbringen. Wird der gewonnene Strom ganz an das Netz abgegeben, ist die Einspeisevergütung pro Kilowattstunde höher. Wird der Strom genutzt, um den Eigenverbrauch zu decken, hängt die Rendite von der Differenz zwischen den Strombezugskosten und den Stromgestehungskosten ab. Der zu erwartende Ertrag hängt von mehreren Faktoren ab wie der Sonneneinstrahlung am Aufstellungsort und muss individuell berechnet werden.

Zerstören PV-Anlagen ökologisch wertvolle Flächen?

Die Untersuchungen des Fraunhofer ISE zeigen aber klar: Das stimmt nicht. Mit Blick auf die Biodiversität geplante und umgesetzte Freiflächenanlagen fördern die Renaturierung der genutzten Flächen sogar. In Moorgebieten genutzt, sorgen die PV-Module mit ihrer schattenspendenden Wirkung dafür, dass Moorflächen nicht weiter austrocknen.

Blenden PV-Module?

Die Glasoberfläche der Module kann blenden. Die Deckgläser der Solarmodule weisen in der Regel eine leichte Textur auf und sind mit Antireflexschichten versehen. In kritischen Umgebungen wie Flughäfen kommen Module mit stark texturieren Deckgläsern zum Einsatz, um die Blendwirkung zu minimieren. Eine Gefahr stellen PV-Module in der Regel also nicht dar.

Geht von PV-Anlagen ein Brandrisiko aus?

Wie alle elektrischen Anlagen können auch Photovoltaikanlagen, wenn sie defekt sind oder unsachgemäß installiert wurden, Kurzschlüsse auslösen. Eine regelmäßige Wartung durch ein Fachunternehmen ist daher unerlässlich.