Photovoltaikanlage_Solarenergie

Solarenergie – Funktion, Förderung und Kosten

Der Klimawandel wird nicht nur durch Jugendbewegungen wie „Fridays for Future“ immer mehr zum gesellschaftlichen Thema. Unter anderem durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz fördert auch die Bundesregierung den Klimaschutz. Den Zahlen von Statista zufolge zeigt diese Maßnahme Wirkung: 40 Prozent der gesamten Stromerzeugung in Deutschland findet inzwischen aus erneuerbaren Energien statt. 18 Prozent davon werden durch Photovoltaikanlagen gewonnen. Die Kraft der Sonne sorgte allein 2019 dafür, dass fast 30 Millionen Tonnen klimaschädliches CO2 eingespart werden konnte. Sie bietet somit eine umweltschonende Alternative zu Erdöl, Atomkraft oder Kohle und trägt so maßgeblich zur Energiewende bei. Es ist also nicht verwunderlich, dass Solaranlagen immer beliebter werden. Aber wie genau funktioniert Solarenergie überhaupt und was gilt es zu beachten, wenn man selbst eine Solaranlage installieren möchte?

Was ist Solarenergie?

Erneuerbare Energien machen sich die Energieströme der Natur zu nutze. Sie werden auch als Energien der Zukunft bezeichnet, da sie im Zuge der Energiewende den Wechsel von fossilen, umweltschädlichen Energieträgern zu regenerativen Energieträgern begünstigen. Die Sonne spielt dabei eine entscheidende Rolle, denn sie ist nicht nur der größte Himmelskörper im Sonnensystem, sondern stellt auch eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle dar. Als Solarenergie, auch Sonnenenergie genannt, bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die vom Menschen technisch genutzt werden kann. Die Nutzung kann dabei in Form von elektrischem Strom, Wärme oder auch als chemische Energie erfolgen.

Unter Photovoltaik versteht man die Technik der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Dies geschieht mittels Solarzellen etwa auf Dachflächen oder in Freiflächenanlagen. Kostensenkungen für die notwendigen Komponenten konnten diese Form der Energiegewinnung im Laufe des vergangenen Jahrzehnts nicht nur zu einer der günstigsten, sondern auch einer der beliebtesten erneuerbaren Energieformen machen.

Wie funktioniert Solarenergie?

Die energetische Intensität der Sonnenstrahlung beträgt auf der Erde im Mittel etwa 1,367 Kilowattstunde je Quadratmeter. Diesen Wert kennt man auch unter dem Namen „Solarkonstante“. Doch nicht alles davon erreicht die Erdoberfläche. Ein großer Teil der eingestrahlten Solarenergie wird von der Atmosphäre entweder reflektiert oder absorbiert. Der Rest kann durch Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung verwendet werden. Eine Photovoltaikanlage nutzt den photoelektrischen Effekt vieler verkoppelter Solarzellen, die das Sonnenlicht direkt in eine Solarbatterie speichern können oder ins öffentliche Stromnetz einspeisen.

Neben den Sonnenstrahlen kann auch die erzeugte Wärme der Sonne eingefangen werden. Dies geschieht über thermische Solarkollektoren. Die hierbei erzeugte Energie kann zum Heizen oder zur Aufbereitung von Warmwasser verwendet werden. In Kombination mit Wärmekraftmaschinen oder Generatoren kann so auch elektrischer Strom erzeugt werden.

Sowohl Sonnenkollektoren als auch Photovoltaikanlagen können an industriellen und öffentlichen Gebäuden oder an privaten Häusern angebracht werden. Besonders bei Privatpersonen werden sie immer beliebter, da sie vergleichsweise günstig sind. Nach der Installation fallen nur gelegentlich weitere Wartungskosten an.

Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich aus der Möglichkeit, den Storm dezentral zu speichern. Dieses Verfahren bietet eine direkte und verlässliche Alternative zur herkömmlichen Energieversorgung in vielen Regionen der Erde.

Welche Förderung erhält man?

Für die Installation von Photovoltaikanlagen im privaten Bereich bieten Bund und Länder verschiedene Förderungen an. Die Einspeisungsvergütung ist eine der bekanntesten. Darunter versteht man den Betrag, den die Netzbetreiber an Privatbesitzer dafür auszahlen, dass sie ihren überschüssigen Solarstrom ins öffentliche Stromnetz fließen lassen. Die Höhe des Betrags variiert kontinuierlich, wird aber abhängig vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme, für einen Zeitraum von 20 Jahren gezahlt. Die Tendenz ist laut Solarwatt.de eher fallend, weshalb sich eine frühe Inbetriebnahme lohnt. Aber auch wer seinen „grünen Strom“ selbst nutzen will, kann Geld sparen.

Wer die Anforderungen des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes erfüllt, qualifiziert sich außerdem für das wichtigste, bundesweite Programm zur Photovoltaikförderung durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Sie fördert den Kauf von Photovoltaikanlagen und gewährt Kredite für die Installationskosten, die in der Regel über die Hausbank oder andere Kreditinstitute abgewickelt werden.

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Was muss man beim Bau von Photovoltaikanlagen beachten?

In Deutschland ist das Baurecht vom jeweiligen Bundesland abhängig. Üblicherweise erfordert der Bau einer Photovoltaikanlage auf Privathäusern keine ausdrückliche Genehmigung. Diese kann sich aber beispielsweise bei oder in der Nähe von denkmalgeschützten Objekten anders verhalten. Wer sicher gehen möchte, sollte sich vor der Auftragsvergabe bei seiner örtlichen Gemeindeverwaltung erkundigen.

Bauvorschriften sind allerdings nicht das Einzige, was man vor der Installation einer Photovoltaikanlage beachten sollte. Nicht jedes Dach eignet sich für den optimalen Betrieb. Daher sollten unter anderem folgende Punkte erfüllt sein:

  • ausreichende Dachfläche
  • keine Schatten durch andere Gebäude oder große Bäume
  • möglichst Ausrichtung nach Süden
  • Neigungswinkel zwischen 30 und 45 Grad

Welche Kosten können für eine Solaranlage entstehen?

Die Kosten für die Anschaffung einer Photovoltaikanlage belaufen sich zwischen 3.000 Euro und 14.000 Euro und variieren stark, je nach Größe des Hausdachs oder der Installation. Kleine Anlagen mit weniger Leistung sind pro Quadratmeter etwas teurer als größere, leistungsstärkere Anlagen. Im Durchschnitt liegt der Preis, den ein Betreiber kalkulieren muss, um auf die reproduktive Energie umzusteigen, bei 8.000 Euro.

Der Anschaffungspreis kann aber durch Kredite und Förderungen der KfW oder Staffelung der Kosten attraktiver gestaltet werden. In Abhängigkeit der Dachgröße und des durchschnittlichen Energieverbrauchs kann man sich vorab auf Internetseiten wie dem solaranlagen-portal informieren, ob sich die Umstellung auf erneuerbare Energie für den eigenen Haushalt lohnt.

Bei all den Vorteilen, die Solaranlagen liefern, darf man nicht vergessen, dass die Herstellung dieser Technik, wie  z. B. von Solarmodulen und Stromspeichern sehr energieintensiv ist. Das wirkt sich negativ auf die Ökobilanz aus. So zeigt eine aktuelle Studie, dass eine herkömmliche Solaranlage rund zwei Jahre benötigt, um sich energetisch zu amortisieren. Bezieht man die Solarmodule aus China, beträgt die Amortisationszeit in der Regel sogar doppelt so lang. Grund hierfür ist, dass China einen Großteil des Strombedarfs mithilfe von Kohle deckt. Aus diesem Grund ist es wichtig, bei der Auswahl des Produzenten genau hinzusehen. Eventuell sind die Anschaffungskosten höher, die Nachhaltigkeit der Anlage allerdings auch.

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