Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle – und Photovoltaik macht sie für uns nutzbar. Immer mehr Haushalte, Unternehmen und Kommunen setzen auf Solaranlagen, um umweltfreundlichen Strom selbst zu produzieren. Doch wie funktioniert Photovoltaik eigentlich genau? Und welche Vorteile bringt die Technologie mit sich?
In diesem Beitrag erklären wir dir verständlich, wie Strom aus Sonnenlicht gewonnen wird, was eine Photovoltaikanlage ausmacht, und warum sich der Umstieg auf Solarenergie lohnt.
Was ist Photovoltaik?
Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mithilfe von Solarzellen. Der Begriff leitet sich aus dem Griechischen „phos“ (Licht) und „Volta“ (nach dem Physiker Alessandro Volta) ab – also Licht und Strom.
Im Gegensatz zur Solarthermie, bei der Sonnenenergie zur Wärmegewinnung genutzt wird (z. B. für Warmwasser), erzeugt Photovoltaik elektrischen Strom.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
Eine Photovoltaikanlage besteht in der Regel aus mehreren Komponenten:
- Solarmodule (Photovoltaikmodule): Diese bestehen aus vielen Solarzellen, die das Sonnenlicht aufnehmen und in Gleichstrom umwandeln.
- Wechselrichter: Dieser wandelt den erzeugten Gleichstrom in netzfähigen Wechselstrom um, damit der Strom im Haushalt verwendet oder ins öffentliche Netz eingespeist werden kann.
- Montagesystem: Hiermit werden die Module auf dem Dach oder einer Freifläche befestigt.
- Verkabelung und Elektronik: Leiten den Strom zu den Verbrauchsstellen oder zum Netzanschluss.
- Optional: Stromspeicher: Ein Batteriespeicher speichert überschüssigen Strom, der nicht sofort verbraucht wird – für die Nutzung am Abend oder in sonnenarmen Zeiten.
Der Weg vom Sonnenstrahl zum Strom
- Sonnenlicht trifft auf die Solarzellen.
- In den Zellen lösen die Lichtteilchen (Photonen) Elektronen aus dem Halbleitermaterial (meist Silizium) heraus.
- Es entsteht ein elektrisches Feld, das die Elektronen in eine bestimmte Richtung lenkt – es fließt Strom.
- Dieser Strom (Gleichstrom) wird gesammelt und vom Wechselrichter in nutzbaren Wechselstrom (230 V) umgewandelt.
- Der Strom wird im Haus verwendet, gespeichert oder ins Netz eingespeist.
Welche Arten von Solarmodulen gibt es?
Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen – je nach Wirkungsgrad, Kosten und Einsatzgebiet:
1. Monokristalline Module
- Hoher Wirkungsgrad (bis 22 %)
- Beste Leistung bei wenig Platz
- Teurer in der Herstellung
2. Polykristalline Module
- Etwas günstiger
- Geringerer Wirkungsgrad (15–18 %)
- Etwas größerer Flächenbedarf
3. Dünnschichtmodule
- Flexibel einsetzbar
- Geringerer Wirkungsgrad
- Besonders geeignet bei diffuser Strahlung oder für spezielle Anwendungen (z. B. Fassaden)
Vorteile von Photovoltaik
Die Nutzung von Solarstrom bietet eine Vielzahl an Vorteilen – für Umwelt, Geldbeutel und Unabhängigkeit.
1. Umweltfreundlich & CO₂-frei
Photovoltaik erzeugt sauberen Strom ohne Emissionen. Eine typische Anlage spart jährlich mehrere Tonnen CO₂ ein – ein aktiver Beitrag zum Klimaschutz.
2. Unabhängigkeit vom Energieversorger
Mit eigener Solaranlage sinkt die Abhängigkeit von Stromanbietern. In Kombination mit einem Speicher kannst du bis zu 70–80 % deines Strombedarfs selbst decken.
3. Langfristige Kostenersparnis
Nach der anfänglichen Investition produziert die Anlage über 25–30 Jahre günstigen Strom – und schützt vor steigenden Strompreisen.
4. Wertsteigerung der Immobilie
Ein Haus mit Photovoltaikanlage ist nicht nur nachhaltiger, sondern auch attraktiver für Käufer – insbesondere mit Speicherlösung.
5. Staatliche Förderung & Einspeisevergütung
In Deutschland gibt es KfW-Kredite, steuerliche Vorteile und die Einspeisevergütung nach EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz). Damit lässt sich die Anlage schneller amortisieren.
Lohnt sich Photovoltaik wirklich?
Ja – in den meisten Fällen ist Photovoltaik wirtschaftlich sinnvoll. Besonders lohnend ist der Eigenverbrauch, also wenn der erzeugte Strom direkt im Haushalt genutzt wird. So sparst du rund 30 Cent pro kWh (aktueller Strompreis), während du für eingespeisten Strom ca. 8–12 Cent pro kWh erhältst.
Mit einem Speicher erhöhst du die Eigenverbrauchsquote deutlich, insbesondere in Kombination mit Wärmepumpe oder Elektroauto.
Was kostet eine Photovoltaikanlage?
Die Kosten hängen von Größe, Qualität und Ausstattung ab. Hier ein grober Richtwert:
- Kleine Anlage (5 kWp): ca. 8.000–10.000 €
- Mittelgroße Anlage (10 kWp): ca. 12.000–15.000 €
- Zusätzlicher Speicher (5–10 kWh): 6.000–10.000 €
Dank Förderung, Steuervergünstigungen und sinkender Preise amortisieren sich viele Anlagen heute schon nach 8–12 Jahren.
Wann lohnt sich ein Stromspeicher?
Ein Stromspeicher speichert überschüssigen Strom für später – vor allem für Abend und Nacht. Das erhöht den Eigenverbrauch und damit die Wirtschaftlichkeit.
Vorteile eines Speichers:
- Höhere Unabhängigkeit
- Geringere Strombezugskosten
- Schutz bei Stromausfall (bei Notstromfunktion)
Nachteile:
- Zusätzliche Investition
- Begrenzte Lebensdauer (8–15 Jahre)
Ob sich ein Speicher lohnt, hängt vom Verbrauchsverhalten und der Größe der Anlage ab. Ein Fachberater kann hier individuell beraten.
Photovoltaik ist eine Investition in die Zukunft
Photovoltaik ist heute nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern auch wirtschaftlich attraktiv. Wer auf Sonnenstrom setzt, handelt nachhaltig, spart langfristig Kosten und macht sich unabhängiger vom Energiemarkt.
Mit einer gut geplanten und dimensionierten Anlage kann man den Großteil seines Strombedarfs selbst decken – und das über Jahrzehnte.
Häufige Fragen (FAQ)
Wie lange hält eine Photovoltaikanlage?
Die meisten Anlagen haben eine Lebensdauer von 25–30 Jahren. Auch danach liefern sie oft noch Strom – mit leicht reduziertem Ertrag.
Was passiert bei schlechtem Wetter?
Auch bei diffusem Licht wird Strom erzeugt – wenn auch weniger. Ein Speicher kann Schwankungen ausgleichen.
Brauche ich eine Genehmigung?
Kleinere Anlagen auf dem eigenen Dach benötigen meist keine Genehmigung. Eine Anmeldung beim Netzbetreiber ist jedoch erforderlich.
