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Solaranlagen
Mit einer Solaranlage kannst du Sonnenlicht nutzen, um effektiv Stromkosten zu sparen. In diesem Ratgeber erfährst du, welche Arten es gibt und was du bei der Auswahl beachten sollest.
1. Vorteile von Solaranlagen
Solaranlagen wandeln Sonnenlicht emissionsfrei in elektrische Energie oder in Wärme um. Sie bieten dir viele Vorteile:
- Je nach Modell, Größe der Anlage und zusätzlicher Ausstattung kannst du deinen Energiebedarf teilweise oder komplett decken.
- Du machst dich unabhängig von Strompreisschwankungen.
- Solaranlagen haben eine lange Lebensdauer, sind robust gegenüber Wettereinflüssen und wartungsarm.
- Mit der Solarenergie leistest du einen Beitrag zur Energiewende.
Vor der Inbetriebnahme der Solaranlage solltest du dich stets sowohl bei deinem Netzbetreiber als auch bei der Bundesnetzagentur zu den Anmeldebedingungen informieren. Wenn du in einer Mietwohnung lebst, solltest du dir außerdem die Zustimmung deines Vermieters einholen.
Der Begriff Solaranlage wird als Überbegriff für zwei verschiedene Technologien verwendet: Photovoltaik und Solarthermie. In den nachfolgenden Kapiteln erfährst du die grundlegenden Unterschiede der beiden Arten. Welche Variante die richtige für dich ist, hängt vom Energiebedarf, Budget und der nutzbaren Dachfläche ab. Du kannst außerdem auf Hybridmodule zurückgreifen, welche eine Kombination beider Anlagen darstellen.
2. Photovoltaik-Anlagen
Bei der Technologie Photovoltaik (PV) wird Sonnenlicht in elektrischen Strom umgewandelt, sobald dieses auf die Solarzellen der Module fällt. Damit du den Strom deiner PV-Anlage nutzen kannst, wandelt der sogenannte Wechselrichter den erzeugten Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um. Der erzeugte Strom kann so ins Stromnetz eingespeist werden.
Im Sommer beziehungsweise der Mittagszeit produziert eine PV-Anlage mehr Strom, als in diesem Moment verbraucht werden kann. Für Strom, den du nicht im eigenen Haushalt verbrauchst, erhältst du eine Einspeisevergütung laut Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Im Winter lässt sich nur wenig Solarstrom gewinnen, sodass der Energiebedarf in der Regel nicht über das ganze Jahr hinweg gedeckt werden kann.
Wenn du dich für die Technologie Photovoltaik entschieden hast, kannst du neben großen Dachanlagen zu kleineren Modulen für Terrasse oder Balkon greifen. Diese werden als Balkonkraftwerke bezeichnet. Sie werden auch unter dem Begriff Plug-and-Play vertrieben, da diese lediglich in die Steckdose gesteckt werden müssen. Alle relevanten Informationen über Balkonkraftwerke findest du in unserem Ratgeber.
| Dachanlagen | Balkonkraftwerke |
|---|---|
| höhere Energieerzeugung durch größere Flächen | platzsparend und flexibel |
| längere Amortisationszeit | kostengünstig |
| Leistung von 8 bis 15 Kilowattpeak | Leistung 300 bis 600 Wattpeak |
| rechtliche und technische Vorgaben bei Installation beachten | geringer Installationsaufwand |
Als Faustregel gilt: Eine Photovoltaik-Anlage produziert im Jahr etwa so viel Kilowattstunden Strom, wie ihre Peak-Leistung in Watt beträgt. Wie viel Stromkosten du effektiv sparen kannst, hängt von dem aktuellen Strompreis und davon ab, wie viel Strom du selbst verbrauchst.
Außerdem existieren sogenannte Photovoltaik-Inselanlagen, die auch Off-Grid-Anlagen genannt werden. Diese kannst du unabhängig von einer Stromquelle betreiben. Damit eignen sie sich hervorragend für Reisen mit Wohnmobilen sowie Booten oder für Zeltausflüge. Im Gegensatz dazu werden PV-Anlagen, die ins Stromnetz einspeisen, als On-Grid bezeichnet. Weitere Informationen zu Inselanlagen findest du in unserem Ratgeber.
Eine PV-Anlage besteht aus mehreren Komponenten, die über spezielle Solarkabel miteinander verbunden sind. Der Prozess der Stromgewinnung läuft folgendermaßen ab:
- Sonnenlicht trifft auf die Solarzellen der Solarmodule, die Gleichstrom produzieren.
- Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um.
- Die Kontrolleinheit verteilt den Solarstrom an das öffentliche Stromnetz, das Haushaltsstromnetz oder den Stromspeicher.
- Mithilfe eines Einspeisezählers behältst du den Überblick über den ins öffentliche Stromnetz eingespeisten Strom. Diesen kannst du zusätzlich zu deiner Solaranlage erwerben.
Mehr über die Funktionsweisen der unterschiedlichen Komponenten Solarmodule, Wechselrichter und Solarspeicher erfährst du in den nächsten Unterkapiteln.
2.1 Solarmodule
Als Solarmodule werden die Gehäuse bezeichnet, innerhalb welcher die einzelnen Solarzellen zu Gruppen verbunden werden. Die häufigsten Arten sind poly- und monokristallinen Solarzellen, welche beide aus Siliziumscheiben bestehen. Monokristalline Anlagen werden aus reinerem Silizium gefertigt, weswegen diese einen höheren Wirkungsgrad aufweisen und benötigen für die gleiche Leistung weniger Platz. Im Gegensatz zu polykristallinen Solarzellen sind diese in der Regel teurer in der Anschaffung.
Die Oberfläche dieses monokristallinen Moduls fällt homogen aus.
2.2 Wechselrichter
Der Wechselrichter wandelt nicht nur den erzeugten Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um: Die Komponente stellt die Leistung und Sicherheit der Solaranlage sicher, indem sie auf eventuelle Störungen hinweist und reagiert. In der Regel stellt sie Informationen über den erzeugten Strom auf einem Display, einer App oder einer internetbasierten Website zur Verfügung.
Dank des Wechselrichters wird die Solaranlage reibungslos und sicher betrieben.
2.3 Solarspeicher
Mithilfe eines Solarspeichers kann selbst produzierter Strom genutzt werden, während die Sonne nicht scheint. Diese Zusatzausstattung speichert die überschüssige Energie. So wird der Strom bei starker Sonneneinstrahlung nicht in das Stromnetz eingespeist, sondern dem Solarspeicher übertragen. Dies steigert deinen Autarkiegrad, da du einen größeren Anteil selbst erzeugten Stroms direkt nutzt.
Ein wichtiger Punkt ist die Entladetiefe, die angibt, wie viel des gespeicherten Stroms genutzt werden kann. Im Stromspeicher muss eine Restladung verbleiben, um Schäden zu verhindern.
Für Photovoltaikanlagen werden in der Regel Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Sie sind bis zu 20 Jahre lang nutzbar, die Entladetiefe liegt bei 100 Prozent. Mehr Wissenswertes über Solarspeicher findest du in unserem Ratgeber.
3. Solarthermie-Anlagen
Mithilfe einer Solarthermie-Anlage kannst du Sonnenenergie für die Warmwasseraufbereitung und bei spezifischen Modellen auch für die Heizung nutzen. Die Anlage ist aus röhrenförmigen Kollektoren aufgebaut, welche das Sonnenlicht absorbieren und in thermische Energie umwandeln.
So funktioniert die Solarthermie zur Warnwasseraufbereitung:
- Die Kollektoren absorbieren das Sonnenlicht.
- Die Wärmeträgerflüssigkeit innerhalb der Kollektoren wird erwärmt.
- Die erhitzte Flüssigkeit wird zu einem Wärmespeicher geleitet.
- Die Wärmeenergie kann zur Warmwasseraufbereitung oder Heizungsunterstützung genutzt werden.
Um die Zusammenarbeit der Komponenten zu gewährleisten, werden die auf dem Dach montierten Kollektoren über Rohrleitungen mit dem Wärmespeicher verbunden. Wie viel Energie insgesamt erzeugt beziehungsweise genutzt wird, hängt von der Größe der Anlage sowie Höhe des Warmwasser- beziehungsweise Heizverbrauchs ab.
Warmwasseraufbereitung
Klassischerweise dienen die thermischen Solaranlagen zur Warmwasseraufbereitung. In den Sommermonaten kann der Haushaltsbedarf an warmem Wasser in der Regel abgedeckt werden. Einfluss nehmen die Größe der Module und des Wärmespeichers sowie der Warmwasserverbrauch.
Heizungsunterstützung
Bei speziellen Modellen kann die Sonnenenergie zusätzlich zum Heizen genutzt werden. Hierbei sind größere Kollektoren sowie ein Wärmespeicher mit mehr Volumen nötig.
Welche Komponenten für die reibungslose Funktionsweise der Solarthermie-Anlage notwendig sind, erfährst du in den folgenden Unterkapiteln.
3.1 Kollektoren
In den Solarkollektoren befindet sich Wärmeträgerflüssigkeit, die durch Absorption der Strahlungsenergie aufgewärmt wird. Am häufigsten werden Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren verwendet:
Flachkollektoren bestehen aus wärmegedämmten Aluminium-Rahmen und hochtransparentem Glas. Im Inneren befindet sich der Absorber, welcher sich erwärmt und thermische Energie produziert. Diese günstigere Variante kommt häufig bei Anlagen für Warmwasseraufbereitung zum Einsatz.
Die Röhren der Vakuumröhrenkollektoren sind miteinander verbunden und enthalten den Absorber sowie eine Wärmeträgerflüssigkeit. Durch Verdampfung und anschließende Kondensierung wird Solarenergie an die Flüssigkeit übertragen. Durch das in den Röhren enthaltene Vakuum wird die Wärme effektiver isoliert.
Die Kollektoren dieser Solarthermie-Anlage sind röhrenförmig aufgebaut.
3.2 Wärmespeicher
Wärmespeicher haben den Vorteil, dass du auch im Winter, bei schlechtem Wetter und nachts Warmwasser und Heizwärme durch Solarenergie nutzen kannst, indem diese überschüssige Solarwärme speichern. Je nach Variante des Speichers können warmes Trinkwasser, Heizungswärme oder beides genutzt werden.
In der Regel wird zwischen
- Brauchwasserspeichern,
- Pufferspeichern oder der
- Kombination aus beiden Speicherarten
unterschieden.
Die Entscheidung für einen Wärmespeicher hängt von Verwendungszweck, Haushaltsgröße, Platzangebot und Budget ab. So benötigt beispielsweise ein Wärmespeicher für Heizungsunterstützung in der Regel ein größeres Speichervolumen.
4. Installation und Wartung
Solarmodule auf dem Dach sollten von Fachpersonal installiert werden. Die Anlagen erzeugen bei einer schattenfreien Südausrichtung und Dachneigung von 30 Grad den maximalen Ertrag. Wichtig ist neben der Ausrichtung auch eine ausreichende Stabilität des Daches. PV-Balkonkraftwerke können selbst auf Balkon oder Terrasse angebracht werden.
Die Solaranlage sollte regelmäßig gewartet und gereinigt werden. In der Regel genügt es, die Reinigung alle fünf Jahre von Fachpersonal durchführen zu lassen. Bei der regelmäßigen Wartung alle drei bis vier Jahre kann überprüft werden, ob eine Reinigung notwendig ist.
5. FAQ
Welche Arten von Solaranlagen gibt es?
Photovoltaik-Anlagen wandeln Lichtenergie in elektrische Energie um und dienen zur Stromgewinnung. Solarthermie-Anlagen wandeln Sonnenenergie in Wärme um und dienen zur Warmwasseraufbereitung. Mehr über die Arten von Solaranlagen findest du in unserem Ratgeber.
Müssen Solaranlagen gereinigt werden?
In der Regel genügt es, die Solaranlage alle fünf Jahre von Fachpersonal reinigen zu lassen. Bei der regelmäßigen Wartung kann überprüft werden, ob eine Reinigung notwendig ist.
Wer darf Solaranlagen installieren?
Die Installation von Solarthermie-Anlagen sowie großen Photovoltaik-Anlagen sollte von Fachpersonal übernommen werden. Das Anbringen von Balkonkraftwerken kann in der Regel selbst durchgeführt werden.
6. Verwandte Links