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Zukunftstechnik Photovoltaik: Alles, was ihr zur Energie aus Solarzellen wissen müsst

Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen ist Sonnenlicht unbegrenzt verfügbar und frei zugänglich – und das theoretisch für alle Menschen. Darum sollten wir uns Sonnenenergie für die Stromerzeugung zunutze machen. Das geht am besten über Solaranlagen. Was genau Photovoltaik ist und wie sie funktioniert, erfahrt ihr hier.

Was ist Solarenergie und wie lässt sie sich aktiv nutzen?

Spätestens an heißen Sommertagen wird uns bewusst, welche Kraft die Sonne besitzt. Nämlich dann, wenn wir vergessen haben, uns richtig einzucremen, und Rücken oder Nase einen Rotstich bekommen. Dabei sollten wir uns die Intensität der Sonne viel öfter ins Gedächtnis rufen. Denn ihre Strahlung lässt sich zur Energiegewinnung nutzen.

Sonnen- bzw. Solarenergie entsteht von ganz allein – die technischen Mittel, um sie in eine andere Form von Energie umzuwandeln, kommen vom Menschen: Die Solartechnik hat verschiedene Erfindungen hervorgebracht, um die Energie der Sonnenstrahlen aufzufangen und umzuwandeln, etwa:

  • Solarzellen von Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung
  • Sonnenkollektoren in der Solarthermie für die Wärmegewinnung
  • Sonnenwärmekraftwerke
  • Solarballons

Was ist Photovoltaik? Eine einfache Definition

Junge Familie betritt ihr modernes neues Haus. In der Ecke des leeren Raums stehen Umzugskartons.
Ihr habt euch den Traum vom Eigenheim erfüllt? Dann nutzt doch auch gleich die Chance, um auf Solarenergie umzusteigen. | © 4 PM production/Shutterstock

Einfach erklärt bezeichnet Photovoltaik die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie durch Solarzellen. Diese Energie könnt ihr über eine Photovoltaikanlage als elektrischen Strom nutzen.

Der gewonnene Strom ist sogenannter Gleichstrom. Damit er in unserem Stromnetz genutzt werden kann, muss er zuerst in Wechselstrom umgewandelt werden. Das geschieht durch den sogenannten Wechselrichter,– in der Regel ist dieser Bestandteil der Photovoltaikanlage.

Wie gewinnt man elektrische Energie mithilfe einer Photovoltaikanlage?

Eine Photovoltaikanlage (kurz PV-Anlage) besteht aus mehreren miteinander verschalteten Solarmodulen, die zum Beispiel auf dem Dach montiert werden. In diesen Modulen befinden sich die einzelnen Solarzellen.

Eine Solarzelle besteht üblicherweise aus dem Halbmetall Silizium. Die obere Schicht ist mit Phosphoratomen, die untere mit Boratomen durchsetzt. Dadurch gibt es in der oberen Siliziumschicht zu viele Elektronen, in der unteren dafür zu wenige. Fällt nun Sonnenlicht (Photonen) auf die Solarzelle, werden die Elektronen angeregt und beginnen von einer Schicht in die andere zu wandern. Es entsteht schließlich nutzbarer elektrischer Strom.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage mit Speicher?

Photovoltaikanlagen können auch einen Batteriespeicher haben, um die Energie genau dann zur Verfügung zu stellen, wenn sie benötigt wird. Zum Beispiel in den Abendstunden, wenn ihr häufiger zuhause seid als tagsüber. Ohne Speicher ist das nicht möglich: Der produzierte Solarstrom muss dann sofort verbraucht werden. Gerade zur Mittagszeit erzeugen Anlagen ohne Speicher mehr Energie als benötigt.

Eine PV-Anlage mit Speicher ist vor allem für Eigenverbraucher*innen interessant. Solche Anlagen funktionieren folgendermaßen: Erzeugen die Solarmodule mehr Strom als nötig, fließt die überschüssige Energie in die Batterie des Speichers und lädt diese auf.

Photovoltaik für euren Balkon

Norddeutsches Haus aus rotem Klinker mit Solarzellen auf dem Satteldach.
Photovoltaikanlagen auf deutschen Dächern sind mittlerweile ein vertrauter Anblick. | © ideeone/Shutterstock

Während eine große Photovoltaikanlage auf dem Dach in der Regel mindestens aus 15 Solarmodulen besteht, umfasst eine kleine Solaranlage für den Balkon nur ein bis zwei Module. Das ist vor allem für Mieter*innen eine interessante Option. Denn für die Mini-Photovoltaikanlage braucht ihr kein Eigenheim mit Dach, sondern nur einen sonnigen Balkon mit Steckdose.

Mit den Mini-Solaranlagen lassen sich im besten Fall 200 bis 300 Kilowatt im Jahr erzeugen. Der genaue Ertrag ist davon abhängig, wo ihr euer kleines Kraftwerk aufstellt (optimal: Südbalkon) und in welcher Region Deutschlands ihr wohnt.

Der Preis für eine Mini-PV-Anlage schwankt stark: Zwischen 300 und 1.000 Euro bezahlt ihr online oder im Fachgeschäft. Wenn ihr durch die Anlage jährlich 50 bis 70 Euro spart, hat sich die Anschaffung vielleicht schon nach vier bis fünf Jahren amortisiert. Eine Mini-Photovoltaikanlage ist also durchaus eine rentable und sinnvolle Ergänzung zum Ökostrom.

Darum hat Photovoltaik Zukunft

Es gibt viele Gründe, um in der Zukunft auf Photovoltaik zu setzen. Zu den wichtigsten zählen wohl:

  • Solarenergie ist umweltfreundlich, weil bei der Stromerzeugung kein CO2 oder andere Luftschadstoffe entstehen.
  • Ihr könnt den mit der Photovoltaikanlage erzeugten Strom zum Eigenverbrauch nutzen und so Geld sparen.
  • Alternativ garantiert euch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) eine jährliche Einspeisevergütung, wenn ihr den erzeugten Strom in das öffentliche Netz einspeist.

Photovoltaik kurz zusammengefasst

  • Sonnenstrahlen enthalten Solarenergie.
  • Aus Sonnenenergie lässt sich mittels Solarzellen elektrische Energie gewinnen, die in Strom umgewandelt wird = Photovoltaik.
  • Photovoltaikanlagen gibt es in großer Ausführung fürs Dach und in der Mini-Variante für den Balkon.
  • Solarenergie ist umweltfreundlich und wird durch die öffentliche Hand gefördert.

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# Michael

Es wäre natürlich hilfreich ein paar Hersteller und Händler zu nennen. Zum einen um das suchen zu erleichtern zum andern um nicht auf schwarze Schafe rein zu fallen. Wenn eine Firma meint auch gut zu sein, können die sich ja melden und Ihr tragt die nach. Aber für die Leser wäre es auf jeden Fall sehr hilfreich.

Antwort von Anke

Hallo Michael,

Danke für Deinen Hinweis. Einen Überblick darüber, welche Hersteller/Handwerker gut sind, haben wir leider nicht. Wir arbeiten jedoch beispielsweise bei unserem SchwarmBatterie-Projekt mit zolar zusammen (https://www.zolar.de/). Darüber hinaus bietet der Bundesverband der Solarwirtshaft eine Handwerkersuche an (https://www.solarwirtschaft.de/de/fuer-verbraucher.html). Hier wurden mir für Hamburg allerdings keine Treffer angezeigt…

Aber vielleicht hat der eine oder andere Leser schon (gute) Erfahrungen mit seinem Solar-Installateur gemacht und hat eine Empfehlung. Kommentiert gerne den Beitrag!

Viele Grüße
Anke

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