Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Inhalt

1. Unterschied Solar- und Photovoltaikanlage
2. Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
3. Vor- und Nachteile einer Photovoltaikanlage
4. Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage?
5. Welche Arten von Solarzellen gibt es?
6. Welche Solarzellen passen zu meinen Anforderungen?
7. Was macht ein Wechselrichter?
8. Was bringen Leistungsoptimierer für Photovoltaikanlagen?

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

74 % der Deutschen glauben, dass die Solarenergie in Zukunft eine der Hauptenergiequellen sein wird - und vieles spricht hierfür. Im Jahr 2020 wurden in Deutschland bereits 9 % des erzeugten Stroms durch Photovoltaik produziert. Es wird immer attraktiver Photovoltaikanlagen auf dem Dach zu installieren und Ökostrom zu produzieren. Photovoltaikanlagen sind nicht nur eine Investition für die Umwelt, sondern sie bieten viele Kostenvorteile und steigern zudem den Wert des Hauses.

Unterschied Solar- und Photovoltaikanlage

Oftmals werden beide Begriffe synonym verwendet, was jedoch technisch gesehen nicht ganz richtig ist. Die Solaranlage fasst zwei verschiedene Konzepte zusammen: die Photovoltaikanlage und die Solarthermie. Beide Techniken haben das Ziel Energie mithilfe der Kraft der Sonne zu gewinnen. Während die Photovoltaikanlage die Sonnenstrahlung in elektrischen Strom umwandelt, erzeugt die Solarthermie Wärme für die Warmwasserbereitung und Heizung.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarmodulen, in denen sich wiederum Solarzellen befinden. Die Solarzellen wandeln die Sonnenenergie in Strom um. Trifft Sonnenlicht auf eine Solarzelle entsteht zwischen der negativ geladenen Vorderseite und der positiv geladenen Rückseite der Solarzelle eine Spannung. Diese elektrische Spannung erzeugt Energie in Form von Gleichstrom. Der Gleichstrom wird dann in einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und kann in Ihrem Haus verwendet oder ins Netz ausgesendet werden.

Vor- und Nachteile einer Photovoltaikanlage

Solarenergie ist eine der umweltfreundlichsten Energiequellen die es gibt. Die Sonne ist eine unendliche Ressource und solange die Sonne scheint, können wir auf diese Energiequelle zugreifen und grünen Strom produzieren. Solltest du dich für eine Photovoltaikanlage entscheiden, engagierst du dich automatisch für die Umwelt und das Klima. Denn du hilfst den Verbrauch fossiler Brennstoffe und den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Auch wenn für die Herstellung von Solarmodulen Energie benötigt wird, beträgt die Amortisationszeit der Energie von Solarzellen etwa 2,5 Jahre. Das bedeutet, dass bei einer durchschnittlichen Lebensdauer einer Photovoltaikanlage von 25 bis 30 Jahren bereits nach 2,5 Jahren so viel Energie produziert wurde, wie für ihre Herstellung erforderlich war.

Betrachtet man die Kosten für die Installation einer Photovoltaikanlage, können die einmaligen Anschaffungskosten als Nachteil der Solarenergie wahrgenommen werden. Allerdings ist die Investition im Verhältnis zu den erwarteten Einsparungen über die Lebensdauer der Photovoltaikanlage gering. Die Amortisationszeit für Photovoltaikanlagen beträgt in der Regel zwischen 8 - 12 Jahren, abhängig von den individuellen Bedingungen deines Daches. Somit beträgt die Rendite solch einer Investition etwa 8 - 10 %. Durch die eigene Stromerzeugung kannst du den Stromverbrauch des gesamten Haushalts weitgehend decken, sodass du unabhängiger von anderen Stromerzeugern und deren Preisen bist. Und an dem Tag, an dem du dein Haus verkaufst, ist der Wert deiner Immobilie dank der Photovoltaikanlage nochmals gestiegen. Dies liegt zum Einen an den niedrigeren Betriebskosten und zum Anderen legen immer mehr Menschen Wert auf umweltfreundliche Häuser.

Berechne deine individuelle Amortisationszeit in unserem Photovoltaik-Rechner.

Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage?

Wie viel Strom eine Photovoltaikanlage produzieren kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Die verschiedenen Jahreszeiten in Deutschland bieten unterschiedliche Bedingungen. Im Sommer haben wir normalerweise einen Überschuss an Solarenergie, während wir im Winter weniger Sonnenstunden haben und eventuell Strom dazukaufen müssen. Es ist jedoch möglich Schätzungen der zu erwartenden Leistung der Photovoltaikanlage auf Basis der Effizienz der Solarmodule und der erzeugten Strommenge (kWh) pro installierter kW vorzunehmen. Die Solarzellen von Svea Solar haben einen Wirkungsgrad von ca. 17 - 20 %. Das bedeutet, dass ca. 17 - 20 % der von den Solarzellen produzierten Sonnenenergie in Strom umgewandelt wird.

Bei der Maßeinheit kWh pro installierter kW kann vereinfacht gesagt werden, dass eine installierte kWh ungefähr 800 - 1.100 kWh pro Jahr produziert. Wenn deine Photovoltaikanlage eine Spitzenleistung von 2 kWh hat, produziert sie ca. 1.600 - 2.200 kWh Solarstrom pro Jahr.

Neben den Sonnenstunden, der Effizienz und der Menge an kWh pro installierter kW, gibt es noch weitere Faktoren, die die Stromproduktion der Photovoltaikanlage beeinflussen:

• Sonneneinstrahlung bzw. Verschattungen auf die Solarmodule durch die Umgebung wie Bäume, Gebäude etc.
• Wetterlinien, auf die die Solarmodule ausgerichtet sind
• Neigung der Solarmodule
• Temperatur
• Größe der Fläche, auf die die Solarmodule platziert werden sollen
• Schnee auf den Solarmodulen
• Schmutz auf den Solarmodulen

Mit anderen Worten: Wie viel Storm deine Photovoltaikanlage produziert, hängt von vielen individuellen Bedingungen ab. In unserem Photovoltaik-Rechner kannst du dir einen ersten Überblick über Kosten, Ersparnisse und Amortisationszeit verschaffen. Wir beraten dich gerne!

Welche Arten von Solarzellen gibt es?

Die drei gängigsten Arten von Solarzellen auf dem Markt sind monokristalline und polykristalline Solarzellen. Sie erfüllen jeweils unterschiedliche Voraussetzungen. Monokristalline Solarzellen gibt es am längsten auf dem Markt und werden oft von Privatpersonen verwendet. Sie sind für das Klima in Deutschland gut geeignet, da sie auch bei geringerer Sonneneinstrahlung Solarstrom produzieren können.

Polykristalline Solarzellen sind auf dem Markt am weitesten verbreitet. Sie haben einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Solarzellen und werden oft für große Photovoltaikanlagen und Bauernhöfe verwendet, die viel Platz haben.

Monokristalline Solarzellen

Preis: Monokristalline Solarzellen sind etwas teurer als polykristalline Solarzellen, da der Herstellungsprozess komplexer ist.

Technische Information: Monokristalline Solarzellen werden aus einkristallinen Siliziumstäben hergestellt, in dem sich die Elektronen freier bewegen können. Dadurch haben sie einen höheren Wirkungsgrad als die polykristallinen Solarzellen. Die Solarzellen können durch hohe Temperaturen negativ beeinflusst werden, was jedoch in Deutschland zu keiner Beeinträchtigung führen wird.

Aussehen: Monokristalline Solarzellen sind im Allgemeinen einheitlich schwarz.

Wirkungsgrad: Ca. 7 - 23 %.

Lebensdauer: Nach 25 Jahren kannst du mit etwa 80 % der Effizienz rechnen.

Polykristalline Solarzellen

Preis: Im Vergleich zu monokristallinen Solarzellen sind die polykristalline Solarzellen etwas günstiger, da der Herstellungsprozess einfacher ist.

Technische Information: Polykristalline Solarzellen bestehen aus mehreren Kristallen pro Zelle. Dies erschwert die Bewegung der Elektronen, sodass der Wirkungsgrad, im Vergleich zu den monokristallinen Zellen, etwas geringer ist. Sie sind jedoch nicht so hitzeempfindlich wie monokristalline Solarzellen.

Aussehen: Polykristalline Solarzellen haben einen schimmernden Blauton.

Wirkungsgrad: Ca. 15 - 19 %.

Lebensdauer: Nach 25 Jahren kannst du mit etwa 80 % der Effizienz rechnen.

Welche Solarzellen passen zu meinen Anforderungen?

Die verschiedenen Arten von Solarzellen erfüllen unterschiedliche Anforderungen. Wer auf seinem Dach Platzmangel hat, möchte mit möglichst wenigen Solarmodulen möglichst viel Sonneneinstrahlung umwandeln können. In diesem Fall wird ein hoher Wirkungsgrad benötigt, was gegebenenfalls zu Mehrkosten führen kann. Wenn du stattdessen auf deinem Dach viel Platz hast, kannst du mehr Solarmodule installieren und so den Preis senken. Allerdings musst du möglicherweise dafür bei der Effizienz der Solarzellen einen Kompromiss eingehen.

Kontaktiere unsere Experten und wir schauen uns gemeinsame die Gegebenheiten vor Ort an und finden die beste Alternative.

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Was macht ein Wechselrichter?

Die Photovoltaikanlage erzeugt Gleichstrom. In deinem Haushalt kannst du jedoch nur Wechselstrom verwenden. Die Aufgabe des Wechselrichters ist es, den Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Gleichzeitig steuert und überwacht er die gesamte Anlage. Das bedeutet, dass ein Wechselrichter einerseits überprüft, ob die Photovoltaikanlage in ihrem einstrahlungs- und temperaturabhängigen Leistungsmaximum arbeitet. Andererseits überwacht er kontinuierlich das Stromnetz und überprüft, ob die Sicherheit gewährleistet ist.

Die Wechselrichter kann man anhand von 2 Faktoren unterscheiden: die Leistung und die Modulverschaltung.

1. Typische Leistungen sind 5 kW für private Hausdachanlagen und 10–20 kW für gewerbliche Anlagen (z. B. Scheunendächer auf Bauernhöfen). Bei Solar-Kraftwerken benötigt man eine Leistung von ca. 500–800 kW.

2. Die Modulverschaltung beschreibt die Verschaltung der Solarmodule mit dem Wechselrichter. Hier spricht man von sogenannten "Strings". "String" steht für einen Strang in Reihe geschalteter Module. Für private Anlagen wird in der Regel zwischen 1-String und 3-String unterschieden.

Unsere Experten helfen dir gerne weiter und beraten dich bei der Konzeption deiner Photovoltaikanlage.

Was bringen Leistungsoptimierer für Photovoltaikanlagen?

Bei einer Photovoltaikanlage werden die Solarmodule in Reihe geschaltet. Sobald ein Modul nicht die erwünschte Leistung erbringen kann, z.B. durch Verschattung, beeinflusst dies alle weiteren Module. Leistungsoptimierer verhindern, dass verschattete Module die nicht-verschatteten Module beeinflussen und so die Effizienz der Photovoltaikanlage reduzieren. Du kannst jedoch nicht die Effizienz der Anlage steigern, wenn keine Verschattungen vorliegen.

Leistungsoptimierer kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn die Installationsbedingungen nicht ideal sind. Dies ist vor allem bei Verschattungen durch andere Gebäude oder Bäume der Fall.

Hast du Fragen zu möglichen Verschattungen auf deinem Dach? Dann kontaktiere uns. Unsere Experten beraten dich gerne!