Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

74 % der Deutschen glauben, dass die Solarenergie in Zukunft eine der Hauptenergiequellen sein wird - und vieles spricht hierfür. Im Jahr 2021 wurden in Deutschland bereits 9 % des erzeugten Stroms durch Photovoltaik produziert, was die Energiewende erheblich unterstützt. 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 deines Hauses.

Inhaltsverzeichnis

1. Unterschied Solar- und Photovoltaik-Anlage
2. Wie funktioniert Photovoltaik?
3. Vor- und Nachteile einer Photovoltaikanlage
4. Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage?
5. Was macht ein Wechselrichter?
6. Was bringen Leistungsoptimierer für Photovoltaikanlagen?

Unterschied Solar- und Photovoltaik-Anlage

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 PV Anlage die Sonnenstrahlung in elektrischen Strom umwandelt, erzeugt die Solarthermie Wärme für die Warmwasserbereitung und Heizung.

Wie funktioniert Photovoltaik?

Eine Photovoltaik Anlage besteht aus Solarmodulen, in denen sich wiederum Photovoltaikzellen befinden. Die Zellen absorbieren das Sonnlicht. Trifft Sonnenlicht auf eine Solarzelle entsteht zwischen der negativ geladenen Vorderseite und der positiv geladenen Rückseite der Solarzelle eine Spannung. Diese elektrische Spannung erzeugt elektrische Energie in Form von Gleichstrom. Der Gleichstrom wird dann in einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und kann in deinem Haus verwendet oder ins Netz eingespeist 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 PV Anlage 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 Solaranlage 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.

Alle Vor- und Nachteile im Überblick:

Mehr dazu in unserem Blogartikel.

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 Solaranlage 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 kW ungefähr 800 - 1.100 kWh pro Jahr produziert. Wenn deine Photovoltaikanlage eine Spitzenleistung von 2 kW 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
• Außentemperatur
• Größe der Fläche, auf die die Solarmodule platziert werden sollen
• Schnee oder 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. Unterstütze auch du die Energiewende. Wir beraten dich gerne!

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 kümmern sich um die fehlerfreie Planung und Konzeption deiner Anlage.

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!