Persönliche Energiewende
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Die Sonnenenergie als nachhaltigen Energielieferanten nutzen
Inhaltsverzeichnis
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Mit der Installation einer Solaranlage auf dem Dach deines Hauses machst du einen großen Schritt hin zu deiner persönlichen und nachhaltigen Versorgungssicherheit. Fossile Brennstoffe sind nur begrenzt vorhanden und unterliegen starken Preisschwankungen, aber vor allem Preissteigerungen. Mit einer Solaranlage – Photovoltaik und/oder Solarthermie – ist das für dich kein Problem. Solarenergie senkt deutlich und langfristig deine Energierechnung. Je nach Art und Größe der Anlage amortisiert sich deine Investition innerhalb von weniger als 20 Jahren. Aber mehr noch: Du trägst entscheidend dazu bei, das Klima zu schonen und weitere Schäden abzuwenden! Denn neben CO₂ (Kohlendioxid) belastet ein weiteres Gas in immer stärkerem Maße das Klima: CH₄ (Methan). Beide Gase werden durch die Nutzung fossiler Brennstoffe an die Umwelt abgegeben. Allerdings ist Methan rund 28-mal klimaschädlicher als Kohlendioxid. Besonders gefährlich sind die durch die Förderung von Erdöl und Erdgas entstandenen und dann aufgegebenen Bohrlöcher am Meeresboden, aus denen stetig Methan entweicht.
Grundsätzlich bedeutet „solar“ die Sonne betreffend, zu ihr gehörend, von ihr ausgehend und ist vom lateinischen sol bzw. solis abgeleitet. In der Technik bezieht sich solar auf die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom oder Wärme sowie das Arbeiten oder Erzeugen unter Zuhilfenahme von Sonnenlicht.
Bei net4energy versuchen wir, deine am häufigsten gestellten Fragen zu beantworten! Stelle uns weitere Fragen und wir werden diese Beiträge entsprechend deiner Wünsche aktualisieren!
Was ist Sonnenenergie überhaupt? Sonnenenergie gilt als erneuerbare Energie, denn sie steht nahezu unbegrenzt zur Verfügung. Mittels Technologien wie Photovoltaik und Solarthermie wird Licht umgewandelt und nutzbar gemacht, zum Beispiel als Haushaltsstrom.
Eine Photovoltaikanlage besteht aus einem Montagegestell, Solarmodulen, Solarkabel, Wechselrichter, Stromzähler, Solarstromspeicher. Eine Solarthermie besteht aus einem Gestell, Solarkollektoren, Solarrohren, Trägerflüssigkeit, Solarspeicher und Wärmetauscher.
Faktoren wie Baugenehmigung, Anschluss und Anmeldung für das öffentliche Stromnetz, Installation und Leistung spielen eine Rolle, um die Solaranlage zu berechnen. Die Kosten fangen im 5-stelligen Bereich an und summieren sich in Abhängigkeit von der Größe.
Es gibt viele gute Gründe für Solarenergie: Sie schont die Umwelt, reduziert deinen ökologischen Fußabdruck und trägst maßgeblich zum Klimaschutz bei. Zusätzlich kannst du die Energie mittels Solarthermie und Photovoltaik speichern und nutzen.
Ein Solarmodul besteht aus vielen Zellen. Der Aufbau eines Solarmoduls kann monokristallin, polykristallin oder organisch sein. In dem Modul wird die Energie der Photonen der Sonnenstrahlen mittels des Halbleiters Silizium in elektrischen Strom umgewandelt.
Eine Solarzelle allein erzeugt wenig Strom, erst in ihrer Summe bündeln großflächige Solarmodule die umgewandelten Sonnenstrahlen zu einem nutzbaren Ergebnis. Dabei wird ein Wechselstrom produziert, der zum Beispiel für gängige Haushaltsgeräte genutzt wird.
• Solarenergie ist schadstoffarm, erneuerbar und sauber
• Du sparst Stromkosten und wirst unabhängiger
• Es gibt eine Einspeisevergütung und damit finanzielle Entlastung für Haushalte, die ihre eigens generierte Solarenergie ins öffentliche Netz einspeisen
Die Effektivität der Solarenergie hängt vom Wirkungsgrad ab. Der Wirkungsgrad und die eigentliche Energieaufnahmeleistung sind dabei unterschiedlich. Der Verlust hängt von der Art der Module, der Verkabelung und dem Wechselrichter ab.
Entwickler arbeiten an kommerziell nutzbaren Lösungen, doch solche Hybridmodelle konnten bislang nicht ausreichend überzeugen aufgrund nachlassender Leistungsfähigkeit von Photovoltaik bei Überhitzung, während Solarthermie auf jene hohen Temperaturen abzielt.
Solarenergie im Garten ermöglicht den umweltfreundlichen Betrieb von elektronischen Kleingeräten, Rasentrimmern, der Wasserpumpe für den Pool und der Beleuchtung.
Der Wirkungsgrad von Solarzellen sinkt mit größerer Transparenz. Deswegen werden herkömmliche Solarmodule auch so dicht wie möglich beschichtet, um den Ertrag zu maximieren. Ist Transparenz gewünscht, wird sie mit einem geringeren Wirkungsgrad erkauft.
Die Solarflüssigkeit der Solaranlage muss komplett abgelassen werden und ist als Sondermüll zu entsorgen. Anschließend muss man die Solaranlage spülen, um Rückstände zu entfernen. Am Ende kommt die fachgerechte Wiederbefüllung mit dem korrekten Anlagendruck.
Monokristalline Solarzellen eignen sich aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades überall dort, wo wenig Fläche zur Verfügung steht. Auf privaten Ein- und Zweifamilienhäusern finden sich immer häufiger Solarmodule auf monokristalliner Basis.
Die „Solaranlage“ ist eigentlich ein Sammelbegriff, der oft als Synonym für Solarstromanlagen und Solarwärmeanlagen benutzt wird. Was nicht ganz korrekt ist, da es sich um 2 verschiedene Anwendungen und Techniken handelt. Solarstrom wird von Photovoltaikanlagen und Solarwärme von Solarthermieanlagen erzeugt. Bei den meisten dieser Photovoltaikanlagen handelt es sich um netzgekoppelte Photovoltaik-Dachanlagen im privaten Bereich. Hinzu kommen dann noch Freiflächenanlagen bzw. Solarparks (zur Einspeisung ins öffentliche Stromnetz) sowie „kleine solare Kraftwerke“ auf großen Hallendächern von beispielsweise Logistikunternehmen zur Selbstversorgung und zur Einspeisung überschüssiger elektrischer Energie. Diese Anlagen haben oft eine Leistung im einstelligen Megawattbereich. Freiflächenanlagen sind nicht auf Gebäuden oder an Fassaden montiert, hierbei handelt es sich vielmehr um in mehreren Reihen ebenerdig festmontierte Photovoltaikanlagen auf einer Wiese, einem Acker oder dem Gelände ehemaliger Deponien. Es gibt aber auch der Sonne nachgeführte Photovoltaik-Tracker-Systeme. Die Leistung kleiner Solarparks bewegt sich um die 750 Kilowatt-Peak aufwärts.
Solarwärmeanlagen sind überwiegend auf Wohngebäuden und landwirtschaftlichen Gebäuden zu finden. Die Zahlen zeigen, das Ungleichgewicht. Noch sind die Potentiale der Solarthermie längst nicht ausgeschöpft. Was damit zusammenhängt, dass die Politik seit Beginn der Förderung von Solarenergie die solare Stromerzeugung favorisierte. Und das, obwohl eigentlich das wirklich große Einsparpotential im Wärmemarkt zu finden ist. Erst mit dem Klimaschutzpaket, das seit 2020 in Kraft ist, wird Wärme aus erneuerbaren Energien stärker gefördert – auch die Solarthermie.
Solarenergie nutzen, bedeutet praktizierter Umwelt- und Klimaschutz sowie nachhaltige Energieerzeugung. Solarenergie ist eine ausgezeichnete und klimaschonende Alternative zur konventionellen Energiegewinnung. Und sie ist kostenlos. Außerdem müssen keine fossilen Energieträger verbrannt werden. Daher ist die Umweltbilanz sehr gut. Der vermehrte Einsatz erneuerbarer Energie verdrängt immer mehr fossile Energien, was dazu führt, dass immer mehr klimaschädliche Treibhausgase vermieden werden können. Jede durch Photovoltaik erzeugte Kilowattstunde Strom wird der Ausstoß von 627 Gramm CO2 verhindert. Eine Photovoltaikanlage mit 16 Kilowatt installierter Leistung auf einem Einfamilienhaus reduziert somit pro Jahr den CO2-Ausstoß um rund 10 Tonnen. Solar Cluster Baden-Württemberg e. V. hat zur Veranschaulichung berechnet, dass, um dieselbe Menge Treibhausgas zu binden, circa 800 Buchen erforderlich sind.
Durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmesektor wurden Treibhausgase in Höhe von über 36 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente vermieden, durch Biokraftstoffe knapp 8 Millionen. Die Zahlen zeigen, dass im Wärmesektor beim Vermeidungspotenzial durch Solarenergie noch reichlich Luft nach oben ist.
Mit Photovoltaikanlagen kann man die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Eine Photovoltaikanlage besteht aus einem Untergestell, auf dem ein Photovoltaikmodul verschraubt ist. In diesem befinden sich viele miteinander verbundene Solarzellen, die bei Lichtaufprall sofort Strom erzeugen. Dieser Gleichstrom wird in einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, damit herkömmliche Haushaltsgeräte damit betrieben werden können. Man kann den Solarstrom auch kurzfristig für eine spätere Nutzung speichern oder auch gegen Bezahlung (Einspeisevergütung) in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Für ein Einfamilienhaus benötigst du je nach Modulleistung 10 bis 36 Photovoltaikmodule.
Die Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung sind mit Solarenergie ebenfalls möglich. Solarthermieanlagen sammeln das Sonnenlicht mittels Solarkollektoren ein und erwärmen Wasser zum Duschen, Kochen oder auch für die Heizung. Die Solarkollektoren sind über ein Rohrsystem mit einem Speicher verbunden. In den Rohren zirkuliert eine frostgeschützte Flüssigkeit, welche die Wärme von den Kollektoren aufnimmt und zu einem Speicher transportiert. Eine Solarpumpe hält diesen Solarkreislauf in Bewegung.
Das Kraftwerk Sonne erzeugt seit etwa 4,5 Milliarden Jahren durch Kernfusion Energie. Und wird das auch rund 5 Milliarden Jahre weiter tun. Die Sonne liefert Tag für Tag so viel Energie, dass damit der weltweite Energiebedarf von 8 Jahren gedeckt werden könnte. Nach menschlichem Ermessen ist dieses Energieangebot, ganz im Gegensatz zu den fossilen Energien, unerschöpflich.
Bei der Erzeugung von Solarstrom werden weder CO2, Ruß noch Feinstaub freigesetzt wie beispielsweise in Kohlekraftwerken. Eine Photovoltaikanlage arbeitet nahezu emissionsfrei. Lediglich bei der Herstellung der Solarmodule und der anderen Komponenten wird Energie verbraucht. Bei einer Anlagenlebensdauer von 20 bis 25 Jahren erzeugt eine Solarstromanlage 10- bis 15-mal mehr Energie als für ihre Herstellung eingesetzt wurde. Die energetische Amortisationszeit einer Photovoltaikanlage beträgt zwischen 1 und 3 Jahren, die einer Solarthermieanlage zwischen 2 und 5 Jahren. Ab dann arbeiten sie emissionsfrei.
Falls du ein Elektroauto fährst, kannst du deine Ladestation (Wallbox) mit Strom der Photovoltaikanlage aufladen. Dann kannst du mit kostenloser Solarenergie und zu 100 Prozent emissionsfrei fahren. Bereits 4 kWp Photovoltaikleistung sind ausreichend, damit du jährlich rund 20.000 Kilometer sauber fahren kannst. Durch die Kombination von Wallbox und Photovoltaikanlage zahlst du für 100 Kilometer Fahren mit deinem Elektroauto nur circa 2,50 Euro.
Auch kleine Anwendungen wie Notrufsäulen, Parkscheinautomaten, Pumpen für den Gartenteich, Solarleuchten für den Garten und Taschenrechner werden über kleine Photovoltaikmodule mit kostenfreier Solarenergie versorgt.
Sonnenenergie kann nicht nur direkt, also ohne wesentliche Verzögerung, wie bei Solarthermie oder Photovoltaik, genutzt werden. Auch eine indirekte Nutzung von Solarenergie durch Wind- und Wasserkraftwerke sowie Biomasse (z. B. Holz) ist möglich. Denn Pflanzen benötigen die Sonne, um zu wachsen und die Sonne sorgt für Wind und Regen, ohne die wir Wind- und Wasserkraft nicht nutzen könnten. Eine weitere indirekte Art, die Kraft der Sonne in das Wärmekonzept einzubinden, ist die passive Nutzung der Sonnenenergie durch Gestaltung (viel Glas) und Ausrichtung (möglichst nach Süden) der Gebäude.
Der Kauf einer Solaranlage (Solarstrom und Solarthermie) erfolgt zumeist nicht nur, um langfristig Geld zu sparen. Ökologische Beweggründe rücken immer mehr in den Vordergrund. Photovoltaik und Solarthermie zählen zu den umweltschonendsten Arten, Energie zu erzeugen – und tragen so nachhaltig zur Energiewende bei.
Solaranlagen produzieren vor Ort zwar emissionsfrei Energie, allerdings wurden bei ihrer Herstellung entsprechende Schadstoffe emittiert. Durch die wachsende Produktion von Solarzellen in China verschlechterte sich zunächst die Klimabilanz von Photovoltaikanlagen. Dank der stetigen Verbesserung der Herstellungsabläufe konnte der der hohe CO2-Ausstoß wieder reduziert werden. Grundsätzlich muss jede Solaranlage nach Inbetriebnahme einige Zeit Energie produzieren, bis sie so viel Energie erzeugt, wie ihre Produktion gefordert hat. Diesen Zeitraum nennt man energetische Amortisation.
Grundsätzlich können 95 Prozent einer Solaranlagen recycelt und für die Produktion neuer Anlagen wiederverwendet werden. So kann man auch defekte Photovoltaikmodule nach dem Recycling wieder in neuen und funktionsfähigen Anlagen verbauen. Ein Photovoltaikmodul besteht bis zu 90 Prozent aus Glas und bis zu 10 Prozent aus Aluminium. Ein Prozent machen die Solarzellen aus, die wertvolles Silizium sowie Kupfer, Silber, Zink, Kadmium und Blei enthalten. Weil diese Bestandteile in Kunststofffolie verschweißt sind, ist die Trennung aktuell noch zu aufwendig, sie werden daher verbrannt. Die WEEE-Richtlinie (Waste of Electrical and Electronic Equipment) verpflichtet seit 2012 alle Produzenten zur Rücknahme und Entsorgung ausgedienter Photovoltaikmodule.
Solarkollektoren hingegen lassen sich sehr einfach recyclen. Sie bestehen aus Glas, Kupfer, Aluminium oder Stahl und Kunststoff sowie Mineral- und Glaswolle für die Dämmung. Die Wiederverwendung ist kein Problem. Die Rücknahme ist jedoch nicht gesetzlich geregelt. Allerdings können alle Kollektoren, die mit dem Umweltzeichen „Blauer Engel“ gekennzeichnet sind, bei den Herstellern kostenlos abgegeben werden.
Die großen Umweltvorteile durch den vermehrten Einsatz von Solarenergie wurden hier bereits ausführlich beschrieben. Sobald du baust oder eine Heizungsmodernisierung ansteht, kommst du an erneuerbaren Energien – zu denen Sonnenenergie zweifelsfrei zählt – nicht vorbei. Energieeffizientes Bauen unter Berücksichtigung erneuerbarer Energien ist heutzutage gesetzlich vorgeschrieben. Daher fördert der Staat auch die solare Unterstützung von Warmwasser und Heizung sowie die Produktion von Strom durch Solarenergie.
Um das gewaltige Energiepotenzial besser verstehen zu können, vor ab etwas zur Sonne. Sie besteht zu 73 Prozent aus Wasserstoff, zu 25 Prozent aus Helium und zu 2 Prozent aus schwereren Elementen wie Sauerstoff oder Eisen. In ihrem Kern erzeugt die Sonne permanent durch Kernfusion Energie. Während der Kernfusion verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium. Dadurch werden enorme Energiemengen freigesetzt. Ein Teil davon erreicht die Erde in Form von Sonnenstrahlung und versorgt uns mit Sonnenenergie. Im Sonneninnern herrschen Temperaturen von 15 Millionen Grad Celsius. An der Oberfläche sind es nur 5.500 bis 6.000 Grad Celsius. Dünnes Gas – die Sonnenkorona – umhüllt die Sonne und reicht Millionen Kilometer weit in unser Planetensystem. Das Gas dieser „Atmosphäre“ beträgt mehrere Millionen Grad Celsius. Daher ist ihr Energieangebot nach menschlichem Ermessen unerschöpflich. Die Strahlungsenergie ist nahezu konstant und die Sonne ist somit die größte uns zur Verfügung stehende Energiequelle.
Um die Energie der Sonne zu nutzen, gibt es vielfältige Möglichkeiten:
Einsatz und Bedeutung von Solaranlagen haben in den letzten Jahren wesentlich an Bedeutung dazu gewonnen, und zwar weltweit. Sie sind heute ein wichtiger Bestandteil der Energieversorgung.
Falls du dich für eine Solaranlage interessierst, stellst sich für dich die Frage, ob du dich für Solarthermie, Photovoltaik oder beides entscheiden sollst. Nachfolgend einige Entscheidungshilfen.
Wer unabhängiger von hohen und steigenden Energiepreisen werden möchte, entscheidet sich heute für eine Solaranlage. Das erklärt auch das steigende Interesse an Solarenergie. Wenngleich Solaranlagen auf einem Dach für viele gleich aussehen, ist wie bereits erwähnt, Solaranlage nicht gleich Solaranlage.
Das Einzige, was sie gemein haben, ist meist die Optik und die Art der Montage auf dem Dach. Hinsichtlich Funktion und Technik wird der Unterschied jedoch deutlich: Für die Stromproduktion mittels Photovoltaikanlage sind aufwendig hergestellte Solarzellen und mehrere Messgeräte erforderlich, damit du deinen Haushalt mit solarerzeugtem Strom versorgen oder Überschussstrom ins Netz einspeisen kannst. Die Wärmegewinnung mittels Solarthermie ist hingegen technisch weitaus anspruchsloser. Grundsätzlich genügen Absorber, Rohre zur Verteilung und ein Warmwasserspeicher.
Wie oben bereits kurz erwähnt, handelt es sich bei Solarthermie um die Umwandlung von Sonnenenergie in Nutzwärme, die du in Gebäuden, beispielsweise zur Warmwasseraufbereitung oder zum Heizen, einsetzen kannst. Solarkollektoren fangen die Sonnenstrahlen ein, leiten sie über Rohre, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sind, an den Warmwasserspeicher im Haus weiter. Über einen Wärmetauscher wird nun die Wärme an das Speicherwasser übertragen: Entweder zur sofortigen Nutzung oder später, wenn entsprechender Bedarf besteht. Anschließend fließt die abgekühlte Wärmeträgerflüssigkeit wieder zurück zu den Sonnenkollektoren, um erneut von der Sonne erwärmt zu werden. Auf diese Weise kannst du 50 bis 65 Prozent deines jährlichen Warmwasserbedarfs mittels Solarthermie decken bzw. bis zu 30 Prozent deines jährlichen Heizwärmebedarfs.
Solarthermische Anlagen sind vergleichsweise teuer. Die Heizenergie hingegen kostet nichts. Der Löwenanteil der Kosten entfällt auf die Kollektoren und den Solarspeicher. Wie viel du für deine Anlage bezahlen musst, wird auch vom Einsatzbereich der geplanten Solarthermieanlage beeinflusst: nur Trinkwassererwärmung oder mit Heizungsunterstützung. Die Anschaffungs- und Installationskosten für eine Anlage zur Trinkwassererwärmung bewegen sich 2020 – je nach Größe – etwa um die 4.000 bis 6.000 Euro.
Beispiel Trinkwassererwärmung Einfamilienhaus, 4 Personen:
Der Preis für eine Solaranlage zur Warmwassergewinnung beläuft sich im Jahr 2020 auf rund 4.500 Euro (inkl. Montage):
Soll auch die Heizung unterstützt werden, bewegen sich die die Anschaffungs- und Installationskosten aktuell bei 8.000 bis 10.000 Euro.
Beispiel Heizungsunterstützung Einfamilienhaus, 4-Personen:
Staatliche oder kommunale Förderungen wurden in den Beispielen nicht berücksichtigt.
Einen Energiepreis von 6,7 Cent pro Kilowattstunde für Gas angenommen, beträgt für einen 4-Personehaushalt die Energiekostenersparnis bei einer Solarthermieanlage zur Trinkwassererwärmung jährlich 140 Euro. Bei gleichzeitiger Heizungsunterstützung
ergibt sich eine Heizkostenersparnis von 250 Euro im Jahr.
Für die Trinkwassererwärmung eines 4-Personen-Haushalts benötigst du eine Kollektorfläche von etwa 5 bis 6 Quadratmetern. Der Solarspeicher sollte ein Fassungsvermögen von 300 bis 400 Litern haben. Bei der Heizungsunterstützung geht man von mindestens 10 bis 15 Quadratmetern Kollektorfläche aus. Für den Pufferspeicher werden zwischen 700 und 1.200 Liter Volumen benötigt.
Pauschal lässt sich so was immer schwer sagen, da zu viele individuelle Faktoren eine Rolle spielen, bis sich eine Solarwärmeanlage amortisiert hat. Dies sind beispielsweise:
Die durchschnittlichen Amortisationszeiten einer Solarthermieanlage bewegen sich etwa zwischen 15 bis 20 Jahren.
Die in den Photovoltaikmodulen untergebrachten Solarzellen wandeln die Strahlungsenergie des Sonnenlichts in elektrische Energie (Gleichstrom) um, die über einen Wechselrichter in für die Anwendungen im Haus nutzbaren Strom (Wechselstrom) transformiert wird. Das Grundprinzip von Photovoltaik und Solarthermie ist ähnlich: Beide Anlagentechniken benötigen eine große Fläche für die Sonnenkollektoren (Solarthermieanlage) bzw. Solarmodule (Photovoltaikanlage), um Sonnenenergie zur weiteren Verwendung einzufangen. Solarstrom kannst du selbst verbrauchen oder aber in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Im letzteren Fall erhältst du sogar eine Einspeisevergütung. Je größer der Eigenstromverbrauch ist, umso schneller rechnet sich deine Anlage. Kombinierst du sie noch mit einem Speichersystem, kannst du den Eigenverbrauch spürbar steigern.
Seit Jahren sinken die Anschaffungskosten von Photovoltaikanlagen. Kostete 2006 eine schlüsselfertige Aufdachanlage im Schnitt noch rund 5.000 Euro pro Kilowatt-Peak, sind im August 2020 durchschnittlich nur noch knapp 1.050 Euro pro Kilowatt-Peak zu bezahlen.
Bei einer für Einfamilienhäuser typischen Anlagengröße von 6 Kilowatt-Peak, verbaut auf einer Dachfläche von 36 Quadratmetern, kannst du von einer jährlichen Kosteneinsparung ausgehen, die sich etwa zwischen 750 und 900 Euro bewegt. Amortisiert hat sich die Anlage nach gut 10 bis 12 Jahren. Optimale Planung und hochwertige Produkte vorausgesetzt, sind Eigenverbrauchsanteile von 30 Prozent und etwas darüber durchaus realistisch. In Verbindung mit einem Solarstromspeicher können Eigenverbrauchswerte von 60 Prozent erzielt werden. Einige Hersteller sprechen sogar von 80 Prozent. Solarstromspeicher werden aktuell für 7.000 bis 20.000 Euro angeboten. Hinzu kommen dann noch die Montage- und Installationskosten mit 900 bis 3.500 Euro.
Der wachsende Markt für Solaranlagen wirkt sich äußerst positiv auf die Umweltbilanz aus. So reduziert der Einsatz einer Solaranlage den Ausstoß von Schadstoffen und trägt dazu bei, der Schädigungen der Umwelt und der Ozonschicht, dem Treibhauseffekt und der Versauerung der Meere entgegenzuwirken. Ungeachtet aller wirtschaftlichen Erwägungen: Es gibt aktuell keine umweltschonendere Art der Energieerzeugung. Mit einer Solaranlage kannst du guten Gewissens Energie produzieren, denn du trägst damit wesentlich zur Energiewende bei und förderst den vermehrten Einsatz erneuerbarer Energien.
Um eine Solaranlage und ihre Komponenten herzustellen, muss natürlich erst einmal Energie eingesetzt werden und dabei entstehen unter anderem auch CO2-Emissionen. Gleiches gilt für die Rohstoffgewinnung, den Transport bzw. die Entsorgung nach Ablauf der Betriebszeit. Es muss daher die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt werden. Bis dieser Energieaufwand ausgeglichen ist, muss die in Betrieb genommene Anlage eine bestimmte Zeit lang Strom bzw. Wärme produzieren. Bis der Punkt erreicht ist, ab dem sie kostenlos und CO2-frei Energie zur Verfügung stellt und sie quasi die anfangs eingesetzte Energie wieder „zurückzahlt“, vergeht demnach einige Zeit. Dieser Zeitraum wird energetische Amortisation oder Payback-time bzw. Payback-Periode genannt.
Es ist also gar nicht so einfach, exakt festzumachen, ab wann die energetische Amortisation erreicht ist. Zumal dieser Zeitraum unter anderem auch von der Technologie der Solarzellen abhängt bzw. wie aufwendig deren Herstellung ist. Kristalline Solarzellen haben eine Amortisationszeit von knapp 3 Jahren. Die Energiebilanz von Dünnschichtsolarzellen ist nach 1,5 Jahren ausgeglichen, weil hier bei der Produktion nicht so viel CO2 entsteht. Die energetische Amortisation der kompletten Photovoltaikanlage beträgt 3 bis 6 Jahre. Bei einer Solarthermieanlage bewegt sich der Zeitraum der energetischen Amortisation zwischen 2 und 4 Jahren.
Unabhängig von diesen Zeitangaben: Eine Solaranlage erzeugt während ihrer Lebensdauer grundsätzlich ein Vielfaches der zur Herstellung und Installation benötigten Energie. Das trifft auch auf Batteriespeicher zu. Sie speichert während ihrer Lebensdauer mehr als zehnmal so viel Energie wie bei ihrer Produktion aufgebracht werden musste.
Bei der Entscheidung für Solarmodule geht es um Kosten, Langlebigkeit und Erträge. Ob ein Solarmodul monokristallin oder...
Die üblichen Solaranlagen auf Hausdächern liefern eine Spannung von 230V (Volt). Im Handel werden jedoch auch Solaranlagen 12V angeboten. Hier erfährst du die...
Eigentlich ist der Begriff „Solarenergie“ ein bisschen ungenau oder irreführend, denn er wird gerne für alle Nutzungsarten gebraucht, die mit Sonnenenergie möglich sind. Geht es jedoch um die direkte Nutzung und den Aufbau und die Funktion von Solaranlagen, ist zwischen zwei unterschiedlichen Systemen und Anwendungen zu unterscheiden:
Hier geht es um die Stromerzeugung, also die Umwandlung von Sonnenenergie mithilfe von Solarzellen in elektrische Energie. Da Photovoltaikanlagen Gleichstrom produzieren, muss dieser in Wechselstrom umgewandelt werden, damit du ihn für die Geräte in deinem Haushalt nutzen kannst. Dafür sorgt der Wechselrichter. Produziert die Photovoltaikanlage zu viel Strom, kannst du den Überschussstrom in das öffentliche Stromnetz einspeisen und erhältst dafür eine gesetzlich festgelegte Einspeisevergütung. Du kannst ihn aber auch in einem Solarstromspeicher für einen spätere Bedarf speichern. Um eine ausreichende Stromproduktion zu gewährleisten, benötigen Photovoltaikanlagen wesentlich mehr Dachfläche als Solarthermieanlagen.
Dieses System kommt dann zum Einsatz, wenn Trinkwasser aufgeheizt oder die Heizung unterstützt werden soll. Über die Solarkollektoren auf dem Dach erhitzt die Sonnenenergie eine Wärmeträgerflüssigkeit, die in einem angeschlossenen Rohrleitungssystem zirkuliert. Diese Flüssigkeit wird zu einem Wasserspeicher transportiert, in dem sich ein Wärmetauscher befindet und dafür sorgt, dass die Solarwärme an das Nutzwasser abgegeben wird. Nachdem die Wärmeträgerflüssigkeit abgekühlt ist, sorgt die Solarpumpe dafür, dass sie wieder zurück zu den Solarkollektoren fließt, um dort erneut Wärme aufzunehmen. Die Größe einer Anlage richtet sich zum einen nach der Anzahl der Personen und zum anderen nach dem Wärme- bzw. Strombedarf.
Eine komplette Solarstromanlage besteht natürlich nicht nur aus den Modulen. Es ist das perfekte Zusammenspiel verschiedener Komponenten erforderlich, um Sonnenenergie in für uns nutzbaren Haushaltsstrom umzuwandeln. Dazu gehören:
Montagegestell: Es sorgt für sicheren Halt der einzelnen Solarmodule auf dem Dach, damit sie auch bei Sturm nicht ausgerissen und herabstürzen können. Bei zu großer Hitze sinkt der Wirkungsgrad der Module. Daher sorgt die Unterkonstruktion auch für einen ausreichenden Abstand zum Dach, um damit eine gute Belüftung und Kühlung zu gewährleisten.
Der grundsätzliche Aufbau einer Solarthermieanlage ist dem einer Photovoltaikanlage sehr ähnlich. Um warmes Wasser zu erzeugen bzw. die Heizung zu unterstützen, wird jedoch wesentlich weniger Dachfläche benötigt.
Zuallererst solltest du prüfen, ob überhaupt eine geeignete Fläche auf dem Dach vorhanden ist und ob die Standortbedingungen einen wirtschaftlichen Betrieb zulassen. Zu den erforderlichen Standortbedingungen gehören die Globalstrahlung, die Dachneigung, die Dachausrichtung und eventuelle Verschattungen, die das Einsammeln von Sonnenenergie behindern können.
Unabhängig davon, ob zur Strom- oder Wärmerzeugung, grundsätzlich eignet sich nahezu jeder Dachtyp für die Anbringung einer Solaranlage: vorausgesetzt, die Statik stimmt. Doch dazu später mehr.
Dach ist nicht gleich Dach, es gibt jedoch eigentlich immer eine Montagelösung. In Kombination mit dem richtigen Winkel und der passenden Ausrichtung – möglichst gen Süden – sind sie am besten für die Montage einer Solaranlage geeignet. Auf Pultdächern, die nur zu einer Seite schräg abfallen, kann es zu Leistungseinbußen kommen. Das hängt damit zusammen, dass die Sonne im Tagesverlauf wandert und dadurch die Kollektoren bzw. Module nicht permanent die volle Sonnenenergie auffangen können. Doch grundsätzlich ist dies auch kein Problem. Auf einem Flachdach können die Kollektoren oder Module aufgeständert werden. Das funktioniert mithilfe von Aluminiumgestellen, die auf dem Dach befestigt werden. Vorteil der Aufständerung ist, dass sich sowohl die Kollektoren als auch die Module optimal ausrichten lassen.
Nicht nur das Dach muss bestimme Anforderungen erfüllen, damit deine Solaranlage wirtschaftlich betrieben werden kann, sondern auch der Standort: dazu zählen Globalstrahlung, Dachneigung und -ausrichtung sowie mögliche Verschattungen.
Bei der Globalstrahlung der Sonne ist die auf eine horizontale Fläche auftreffende Strahlungsleistung gemeint. Zusammensetzung: Direktstrahlung, die ungehindert auf die Erdoberfläche trifft, und Diffusstrahlung, die durch Streuung an Wolken, Nebel oder Staubteilchen an der Erdoberfläche ankommt. Die jährliche Einstrahlung in Deutschland beträgt je nach Standort 900 bis 1200 Kilowattstunden pro Quadratmeter, in Spanien etwa 2.000 Kilowattstunden pro Quadratmeter und in der Sahara 2.500 Kilowattstunden pro Quadratmeter.
Idealerweise fallen die Sonnenstrahlen in einem rechten Winkel (90 Grad) auf die Kollektoren bzw. Module. Damit das möglich ist, muss das Dach 30 Grad geneigt sein. Dabei ist eine Orientierung der Solaranlage nach Süden anzustreben, weil so die Sonnenenergie optimal genutzt werden kann. Anlagen auf Dächern mit einer West- und Ostausrichtung erzielen trotzdem gute Erträge. Die Ertragsminderung ist beträgt nur wenige Prozent.
Schornsteine, Satellitenschüsseln, Bäume oder andere Gebäude können Schatten auf die Solaranlage werfen, was ihre Leistung beeinträchtigt. Wobei die Beeinträchtigungen bei Photovoltaikanlagen schwerwiegender sind als bei Solarthermieanlagen. All das ist daher bereits bei der Planung vorab zu berücksichtigen.
Das Gewicht einer Solaranlage ist nicht zu unterschätzen und bedeutet immer eine zusätzliche Belastung für das Dach. Wie groß diese ist, hängt maßgeblich von der Anzahl der Module bzw. Kollektoren und der Art der Montage ab. Bei der Aufständerung auf einem Flachdach beispielsweise werden die mit dem Untergestell verschraubten Module bzw. Kollektoren mittels Betonplatten oder Kunststoffwannen, die mit Sandsäcken, Steinen oder Schotter gefüllt sind, gesichert. Es ist daher zwingend erforderlich unerlässlich, das Dach durch einen Statiker prüfen zu lassen. Dazu brauchst du die Baupläne deines Hauses und die damals angefertigten Statikunterlagen. Falls du diese Unterlagen nicht mehr finden kannst, sollte dir eigentlich das zuständige Bauamt oder die Firma, die den Bau ausgeführt hat, weiterhelfen können. Eine neue Statikprüfung kostet zwischen 300 und 1.000 Euro. Bei einem Neubau ist das alles kein Problem.
Falls du nicht selbst vom Fach bist, solltest du Planung sowie Montage- und Installation deiner Solaranlage gemeinsam mit einem Fachmann (Solarteur) durchführen.
Bei geneigten Dächern besteht die Wahl zwischen Aufdach- und Indachmontage. Beim Flachdach werden die Solarmodule komplett mit der Halterung, beispielsweise auf einem Betonsockel, befestigt. Die Installation ist hier sehr einfach. Zudem lassen sich die Module optimal ausrichten. Bei der Aufdachmontage montiert man die Photovoltaikmodule oberhalb der Dachhaut. Dazu werden die Photovoltaikmodule auf Metallschienen verschraubt, die an Dachhaken befestigt sind. Vorteilhaft bei dieser Art der Montage ist, dass die Dachhaut unverändert bleibt und weiterhin das Dach abdichtet. Im Gegensatz dazu ersetzen die Solarmodule bei einer Indachmontage die Dachziegel und müssen daher auch die abdichtende Funktion übernehmen. Bei einem Neubau musst du daher entsprechend weniger Dachziegel kaufen. Eine Unterkonstruktion ist nicht erforderlich. Bei der Indachmontage ist unbedingt darauf zu achten, dass die Module gut hinterlüftet sind. Sie könnten sonst überhitzen. Sobald die Unterbauten bzw. Untergestelle befestigt sind, werden die Photovoltaikmodule miteinander verschaltet. Anschließend können sie eingesetzt und befestigt werden. Nachdem die Verkabelung angelegt ist, kann man die Kabel nach Innen führen. Die vom Dach kommenden Leitungen werden dann zum Wechselrichter oder Netzeinspeisegerät (NEG) verlegt und angeschlossen.
Bei Schrägdächern hast du auch hier die Wahl zwischen Aufdach- und Indachmontage. Bei Schrägdächern wird zuerst das Untergestell durch die Dachabdeckung hindurch mit Dachhaken an den Dachsparren angebracht. Anschließend werden die Kollektoren parallel zum Dach auf der Unterkonstruktion verschraubt.
Bei der Indachmontage muss die erforderliche Dachfläche abgedeckt werden. Beim Neubau muss sie frei bleiben. Die Kollektoren bilden mit der Dachfläche eine Einheit und werden direkt an den Dachbalken befestigt. Danach werden Befestigungsbretter horizontal mit dem Dachsparren verschraubt und darauf dann die Kollektoren befestigt. Weil Indachkollektoren meist zu allen marktüblichen Dachziegeln passen, werden sie oft als Kompletteinheiten geliefert und dann mithilfe eines Krans wie Dachfenster eingebaut.
Auf einem Flachdach ist die Aufständerung wie bei einer Photovoltaikanlage möglich. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Kollektoren ausreichend Abstand zu einander haben, damit sie sich nicht gegenseitig verschatten.
Sind die Kollektoren montiert, kann der Solarspeicher aufgestellt werden. Ist dies geschehen, werden die Rohre für den Solarkreislauf angebracht und danach die Solarpumpe, die Steuer- und Regeltechnik und Armaturen an einer Wand montiert. Dies sollte möglichst nah am Speicher sein. Ist der Solarkreis komplett montiert, wird die Solarthermieanlage mit dem bestehenden oder einem neuen Heizungssystem verbunden.
Bereits während der Planung solltest du die gewünschte Leistungsgröße berechnen und ermitteln, wie viele Photovoltaikmodule und welche Dachfläche dazu benötigt werden. Dazu misst du die Dachfläche. Anschließend addierst du alle Flächen, die nicht mit Modulen belegt werden können, wie Dachluken, Dachfenster, Erker, Kamine, beschattete Bereiche usw. Die Summe ziehst du dann von der gesamten Dachfläche ab.
Damit du weißt, wie groß dein Strombedarf in etwa sein wird und welche Leistung dementsprechend die Photovoltaikanlage bringen sollte, musst du den Stromverbrauch der vergangenen Jahre ermitteln. Diesen kannst du den alten Stromrechnungen entnehmen.
Beispielrechnung
Eine eher sonnenreiche Gegend in Deutschland angenommen und ein nach Süden ausgerichtetes Einfamilienhaus mit einem Dachneigungswinkel von 30 Grad, dann erzeugt die Photovoltaikanlage etwa 1.000 Kilowattstunden Strom pro Kilowatt-Peak angegebener Leistung. Bei einem jährlichen Eigenverbrauch von durchschnittlich 4.000 Kilowattstunden, sind somit 4 Module auf einer Fläche von 36 bis 40 Quadratmetern erforderlich.
Zur überschlägigen Berechnung dividierst du einfach die nutzbare Dachfläche in Quadratmetern durch 10. Um den durchschnittlichen jährlichen Stromertrag der Photovoltaikanlage zu ermitteln, multiplizierst du anschließend die Anlagenleistung in Kilowatt-Peak mit der für deinen Standort angegebenen Sonneneinstrahlung.
Überschlägige Berechnung:
Dachfläche: 50 m2
Anlagenleistung: 50 m2 / 10 = 5 kWp
Sonneneinstrahlung: 1.000 W/m2/Jahr
Stromertrag: 5 kWp x 1.000 = 5.000 kWh/a
Um die erforderliche Anlagengröße zu ermitteln, solltest du vorab klären, für welchen Einsatzzweck du die Solarthermieanlage verwenden möchtest. Wie viele Personen im Haus leben, ist ebenfalls wichtig. Natürlich darfst du auch nicht vergessen, den Solarspeicher dem Verwendungszweck und der erforderlichen Wärmemenge anzupassen.
Um grob abschätzen zu können, welche Fläche für die Kollektoren zur Verfügung stehen muss, gibt es eine Faustregel: 1,5 Quadratmeter pro Person bei Flachkollektoren und bei Röhrenkollektoren 1 Quadratmeter pro Person.
Auch die Art des Kollektors hat Einfluss auf die Anlagengröße: Flachkollektoren maximal 1,5 Quadratmeter, Vakuumröhrenkollektoren maximal 1,25 Quadratmeter Kollektorfläche pro Person.
Überblick Anlage zur Trinkwassererwärmung
Soll die Solarthermieanlage auch die Heizung unterstützen, kannst du bei Flachkollektoren von etwa 2,25 Quadratmetern Kollektorfläche pro Person und bei Vakuum-Röhrenkollektoren von 1,75 Quadratmetren pro Person ausgehen.
Anhand des Wirkungsgrades einer Photovoltaikanlage kannst du feststellen, wie viel Prozent der Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Vor allem die Wirkungsgrade der Solarmodule und der Wechselrichter sind von entscheidender Bedeutung. Aber auch die Verkabelung und die Einstrahlungsstärke sowie Verschmutzung und Verschattungen nehmen zu einem eher geringen Teil Einfluss auf den Anlagen-Wirkungsgrad.
Die Wirkungsgradangaben variieren je nach Hersteller oder Informationsplattform. Bewegen sich aber letztlich alle in etwa dem gleichen Bereich.
Bei Solarthermieanlagen ist es besonders wichtig, dass die Wärmeverluste der einzelnen Komponenten möglichst niedrig sind. Eine gute Wärmedämmung ist daher das A und O, um bestmögliche Effizienz und einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Die Qualität der verbauten Anlagentechnik hat ebenfalls einen großen Einfluss auf den Wirkungsgrad einer Solarthermieanlage. Im Schnitt beträgt der solare Wirkungsgrad 70 bis 85 Prozent. Flachkollektoren haben einen Wirkungsgrad von 60 bis 85 Prozent und Röhren- bzw. Vakuumröhrenkollektoren von bis zu 90 Prozent.
polykristalline Solarzelle 15 Prozent bis 20 Prozent
Grundsätzlich ist für Solarenergieanlagen in, auf und an Dach- und Außenwandflächen keine Baugenehmigung erforderlich. Für Solarenergieanlagen, die nicht an oder auf Gebäuden angebracht sind, ist eine Baugenehmigung nur dann notwendig, wenn die Höhe 3 Meter überschreitet und sie länger als 9 Meter sind. Solarenergieanlagen sind zudem unabhängig von ihrer Größe verfahrensfrei, wenn sie die Regelungen wie Zulässigkeit, Standort und Größe - der örtlichen Bauvorschriften einhalten.
Ausnahmen bestätigen die Regel, so können beispielsweise die Bauvorschriften vor Ort zum Ensemble- oder Denkmalschutz der Errichtung einer Solaranlage entgegenstehen. Es ist daher ratsam, immer vor Baubeginn bei der Gemeinde oder dem Landratsamt nachzufragen. In seltenen Einzelfällen kann es sein, dass es durch spezielle Vorgaben der Landesbauordnung zu Einschränkungen kommt. In solchen Fällen kann dann eine Baugenehmigung für eine Solaranlage bis zu 1.000 Euro kosten.
Bei öffentlichen Gebäuden, großen Anlage auf Mehrfamilienhäusern oder Fassadenanlagen, die von der Gebäudehülle abstehen, können ebenfalls Baugenehmigungen erforderlich sein. Generell bist du als Bauherr und Betreiber einer Solarenergieanlage in der Pflicht: Statik, ordnungsgemäße Sicherung der Anlage, Standortsicherheit oder Brandschutz. Was du alles zu beachten hast und welche Pflichten auf dich zukommen, kannst du sicher auch bei der Gemeinde oder einem Solarfachbetrieb erfragen. Dies ist insofern ratsam, weil die Bestimmungen der Bauordnung für „bauliche Anlagen“, zu denen Solarenergieanlagen zählen, nicht in allen Bundesländern dieselben sind.
Der Bauherr ist immer selbst dafür verantwortlich, dass die Vorschriften, die bei der Errichtung von Solaranlagen beachtet werden müssen, auch eingehalten werden.
Wenn du mit deiner Photovoltaikanlage Strom ins öffentliche Netz einspeisen möchtest, musst du bereits vor der Montage der Photovoltaikanlage bei deinem Stromanbieter den Netzanschluss beantragen. Mit der Abgabe des Antrags, meldest du gleichzeitig deine Solarstromanlage zur Einspeisung an. Bis zu 8 Wochen darf die Bearbeitung des Antrags in Anspruch nehmen. Dies ist Zeit genug für dich, um vom Energieversorger die erforderliche Netzverträglichkeitsprüfung durchführen zu lassen.
Nach Inbetriebnahme deiner Anlage wird ein Inbetriebnahmeprotokoll erstellt. Dieses erhält der Netzbetreiber zusammen mit der Anmeldebescheinigung der Bundesnetzagentur. Erst wenn du alle erforderlichen Unterlagen eingereicht hast, zahlt dir der Netzbetreiber die Einspeisevergütung.
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Mit wachsendem Umweltbewusstsein gewinnt „Urlaub daheim im Grünen“ an Bedeutung. Da in Deutschland die Nächte immer wärmer werden, verlängert sich auch die Verweildauer im Garten. Aber ganz ohne den gewohnten Komfort geht es dann oftmals nicht. Vor allem in Schrebergärten ist meist kein Stromanschluss vorhanden. Im Garten vor oder hinter dem Haus bedeutet Stromversorgung das Verlegen langer Stromkabel. Das ist lästig und zudem eine Gefahrenquelle. Ein Geräteschuppen oder ein Pavillon befindet sich jedoch meist in jeder Art von Garten, oft sogar ein kleines Gartenhaus. Hier bietet es sich nahezu an, die Stromversorgung der Sonne anzuvertrauen.
Das hat die Industrie längst erkannt. So gibt es Mini-Photovoltaikanlagen, die kostenlosen und sauberen Strom für elektrische Anlagen und Geräte im Garten oder im Gartenhaus liefern. Das können Alarmanlagen und Bewegungsmelder am Gartenhaus sein, aber auch Lampen für den Innen- und Außenbereich. Hat die Mini-Solaranlage ausreichend Leistung, stellt sie genug Energie bereit, um Musikanlage, Fernseher, Laptop, Kühlschrank oder den Elektrogrill fit für den autarken Einsatz im Gartenhäuschen zu machen.
Da der Garten in der Regel bevorzugt in den warmen Monaten des Jahres genutzt wird, besteht auch kein Mangel an Solarenergie. Gartenhelfer wie Elektro-Rasenmäher, elektrische Gartenscheren oder elektrische Dampfstrahler können tagsüber direkt mit Sonnenenergie betrieben werden. Verfügen diese über einen aufladbaren Akku, können sie nach Gebrauch solar aufgeladen werden. Geräte wie Kühlschrank, Elektro-Warmwasserboiler oder Fernseher sollen auch abends und nachts betriebsbereit sein. Das geht dann natürlich nicht ohne Solarbatterie. Aber auch das ist kein Problem.
Mini-Photovoltaikanlagen bestehen meist aus 1 bis 2 Solarmodulen. Aufbau, Komponenten und Prinzip sind die gleichen wie bei großen Photovoltaikanlagen auf dem Dach:
Montiert werden können die Module auf dem Dach des Gartenhäuschen oder dem Geräteschuppen. Auch eine Aufständerung im Garten ist möglich. Größe und Leistung hängen vom jeweiligen Strombedarf ab. Kleine Garten-Photovoltaikanlagen mit 12-Volt-Modulen und 75 Watt Nennleistung liefern ausreichend Strom für die Innenbeleuchtung und ein Radio. Sie sind mit 80 bis 100 Euro vergleichsweise günstig.
Für eine Vollversorgung sind Nennleistungen von 180 bis 200 Watt erforderlich. Komplettsysteme inklusive Solarbatterie sind für 800 bis 1000 Euro zu haben. Systeme im mittleren Leistungsbereich gibt es bereits ab 300 Euro aufwärts.
Gerade bei einer Vollversorgung ist es sinnvoll, die benötigte Leistungsgröße der Mini-Photovoltaikanlage zu ermitteln. Dazu einfach den Strombedarf aller Geräte, die du solar mit Strom versorgen möchtest, zusammenzählen und eine großzügige Leistungsreserve drauf packen. Angaben findest du in den Herstellerunterlagen, manchmal auch direkt am Gerät. Achte immer darauf, möglichst verbrauchsarme Produkte zu verwenden: LED-Lampen oder elektrische Geräte mit dem A+++ Zeichen. Die Solar-Batterie sollte eine Kapazität haben, die circa ein Drittel über dem Gesamtenergiebedarf liegt. Solche Mini-Photovoltaikanlagen für den Garten werden meist bereits steckerfertig angeboten. Zusammenbau und Montage sind daher kein Problem.
Auch wenn es sich hierbei um autarke Systeme handelt, musst du dennoch den zuständigen Energieversorger vor Ort zumindest informieren, dass du eine kleine Photovoltaikanlage betreibst. Eine Registrierung ist allerdings nicht nötig.
Inzwischen gibt es für den Outdoor-Bereich Solarkoffer mit einer Nennleistung von 40 bis 160 Watt und mehr. Das Angebot ist hier sehr groß. Es gibt Solarkoffer in den unterschiedlichsten Größen. Das Gewicht bewegt sich zwischen kapp 2 Kilogramm bis etwa 10 Kilogramm.
Wer auch nachts im Garten Solarenergie nutzen möchte, der kommt nicht umhin – wie bereits zuvor beschrieben – sein Photovoltaiksystem mit einer Solarbatterie zu ergänzen. Wer aber beispielsweise nur die Wege oder Teile des Gartens beleuchten will, der kann auf eine Vielzahl an Solarleuchten zurückgreifen. Es gibt große freistehende Solarlampen oder kleine Leuchten, die einfach in das Erdreich gesteckt werden, aber auch Solarleuchten für die Wandbefestigung oder als Tischlampen. Solarleuchten sammeln tagsüber Sonnenenergie ein und speichern diese in einem integrierten Akku. Sobald es dunkel wird, fangen sie automatisch an zu leuchten. Wird es wieder hell, schalten sie automatisch wieder an und speichern erneut Sonnenenergie. Die Solarzelle ist meist oberhalb der Leuchte integriert. Je nach Version sind sie auch mit einem Ein- und Ausschalter ausgestattet. Solarlampen gibt es bereits für wenige Euro bis hin zu Standlampen mit über zwei Meter Höhe ab rund 70 Euro. Mit solchen Mini-Photovoltaikanlagen für den Garten, aber auch mit Solarleuchten oder Pumpen für den Gartenteich, sparst du nicht nur Stromkosten, sondern tust der Umwelt auch etwas Gutes.
Bei kleinen Photovoltaikanlagen für den Garten handelt es sich in der Regel um autarke Systeme. Es gibt aber auch Mini-Photovoltaikanlagen für den Einsatz zur Stromversorgung in der Wohnung. Die kleinen Solarkraftwerke werden auch Plug-and-Play-Photovoltaik, Mini-Photovoltaik, Micro-Photovoltaik, Balkon-Photovoltaik, Balkonkraftwerk oder Guerilla-Photovoltaik genannt Solche Mini-Photovoltaikanlagen können am Balkongeländer, auf der Terrasse oder an der Hausfassade montiert werden. Die Dachmontage ist ebenfalls möglich. Die Anlagen werden über eine spezielle Steckdose direkt an den Haus- oder Wohnungsstromkreis angeschlossen.
Das Verbinden mehrerer Mini-Photovoltaikanlage über eine Mehrfach-Verteilsteckdose an eine Haushaltsteckdose solltest du unbedingt vermeiden: die Stromleitung könnte überlastet werden und ein Brand entstehen. Bevor du deine kleine Photovoltaikanlage am Balkon, an der Fassade oder am Dach anbringst, hole dir unbedingt vorab die Erlaubnis deines Vermieters ein.
Mini-Photovoltaikanlagen ermöglichen es auch Mietern, auf kleinen Flächen sauber Strom zu erzeugen, um die Stromkosten zu reduzieren und ihren Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz zu leisten. Das Energieangebot ist vollkommen ausreichend, um typische Haushaltsgeräte wie Kaffeemaschine, Kühlschrank oder Computer mit Strom zu versorgen.
Flächenbedarf - 1-2 Quadratmeter
Gesamtgewicht - 7 - 20 Kilogramm
Anlagenleistung - 100 - 600 Watt Peak
eventuelle Kosten für Zweirichtungszähler - ca. 50 Euro pro Jahr
Ein 4-Personen-Haushalt kann mit 3 Modulen mit je 150 Watt und bei guter Südausrichtung etwa 15 Prozent seines Jahresverbrauchs solar abdecken. Wenn deine Balkon-Photovoltaikanlage im Jahr 300 Kilowattstunden Strom für je 7 Cent produziert, senkst du deine Stromrechnung um jährlich 90 Euro, da du entsprechend weniger Strom zum Preis von 31 Cent pro Kilowattstunde aus dem öffentlichen Netz beziehen musst. Wie viel du tatsächlich einsparst, hängt natürlich auch von deinen Verbrauchsgewohnheiten und dem Standort der Mini-Photovoltaikanlage ab. Solch kleinen Photovoltaikanlagen rechnen sich meist nach 5 bis 10 Jahren.
Wie bereits wiederholt erwähnt, Photovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen senken deine Energie kosten. Rechnen sie sich aber auch? Bei beiden Anlagentypen variieren die die Preise je nach Anbieter und Anlagengröße. Hinsichtlich Betriebskosten gibt es jedoch große Unterschiede. Grundsätzlich ist festzustellen, dass bei beiden Solaranlagenvarianten im Lauf der Jahre die Anschaffungskosten spürbar zurückgegangen sind.
In den vergangenen 10 Jahren sind die Preise für Photovoltaikanlagen um über 50 Prozent gesunken. Weitere Preissenkungen werden erwartet. Mit circa 1 Prozent der Investitionskosten sind die Betriebskosten einer Photovoltaikanlage äußerst niedrig. Wenn du deine Photovoltaikanlage über einen Kredit finanzieren möchtest, hast du den Vorteil, dass auch im Jahr 2020 das Zinsniveau nach wie vor sehr niedrig ist.
Derzeit bewegen sich die Anschaffungskosten für eine Photovoltaikanlagen je nach Leistungsgröße zwischen 5.000 und 19.000 Euro. Mit um die 50 Prozent Anteil an den Gesamtkosten stellen die Solarmodulen den größten Posten. Bei Wechselrichtern bewegt er sich etwa zwischen 15 bis 20 Prozent. Kabel, Klemmen, Dachhaken und die Unterkonstruktion haben an den Gesamtkosten einen Anteil von 10 bis 15 Prozent. Weitere 15 bis 20 Prozent fallen für Gerüst, Montage und Installation an.
Wenn du deine Photovoltaikanlage mit einem Solarspeicher ergänzen möchtest, um so deinen Eigenverbrauchsanteil zu erhöhen, kommen abhängig von der Speichergröße circa 5.000 bis 10.000 Euro dazu.
Eine schlüsselfertige Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus kostet 2020 im Schnitt unter 8.000 Euro (netto). Hinzu kommen noch die Kosten für den Netzanschluss. Bei einer Anlage bis 10 Kilowatt muss dazu ein Zweirichtungszähler eingebaut werden, der den Bezugszähler ersetzt. Die Jahresgebühr beträgt um die 40 Euro. Hat die Photovoltaikanlage mehr als 10 Kilowatt, ist zusätzlich ein geeichter Ertragszähler erforderlich, der nochmals 20 Euro Miete im Jahr ausmacht.
Grundsätzlich sind die Betriebskosten sehr gering. Doch mit der Zeit fallen mitunter kleinere Wartungsarbeiten oder Reparaturen an.
Die Betriebskosten im Überblick:
Wartung
Alle 2 bis 3 Jahre solltest du deine Anlage warten lassen. Für ein Einfamilienhaus fallen dafür zwischen 150 und 250 Euro an.
Reinigung
Verunreinigungen beeinträchtigen unter Umständen die Leistung der Solarmodule. Schmutz oder Staub spült der Regen ab. Vogelkot oder Laub hingegen ist hartnäckiger und sollte von einem Fachmann entfernt werden. Kosten der Reinigung für ein Einfamilienhaus: circa 1 bis 3 Euro pro Quadratmeter.
Versicherung
Sturm, Hagel oder auch Blitzschlag können an einer Photovoltaikanlage große Schäden verursachen. Es ist daher empfehlenswert, sich für diese Fälle zu versichern. Hier gibt es zwei Möglichkeiten: Erweiterung der bestehenden Wohngebäudeversicherung oder Abschluss eines separaten Vertrags. Laut Stiftung Warentest sollte man vor Abschluss immer ganz genau prüfen, was die Versicherung abdeckt, da es je nach Versicherung durchaus Unterschiede gibt. Eine Privathaftpflichtversicherung sollte ebenfalls abgeschlossen werden.
Photovoltaik mieten
Wenn dir die Anschaffungskosten zu hoch sind, kannst du deine Solarstromanlage schon für 50 Euro im Monat mieten. Der Mietpreis beinhaltet je nach Vereinbarung alle Kosten von der Montage über die Wartung bis hin zu eventuellen Reparaturen. Nach 15 bis 20 Jahren endet der Vertrag und du kannst die Anlage zum Restwert kaufen oder abbauen lassen. Über die gesamte Vertragslaufzeit gerechnet ist dann aber die Photovoltaikanlage oft ein ganzes Stück teurer als bei Kauf oder Finanzierung über einen Kredit. Hersteller und Energieversorger bieten solche Leasingmodelle an.
Die Kollektoren und der Solarspeicher sind die Hauptbestandteile einer Solarthermieanlage und daher auch die Hauptkostenfaktoren. Aber auch der Einsatzbereich spielt eine beträchtliche Rolle: nur Trinkwassererwärmung oder mit Heizungsunterstützung. 2020 belaufen sich die Anschaffungs- und Installationskosten für eine Solarwärmeanlage zur Trinkwassererwärmung inklusive Montage um die 4.000 bis 6.000 Euro.
Beispiel Trinkwassererwärmung Einfamilienhaus mit 4-Personen:
Aktuell sind für eine Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung inklusive Montage 8.000 bis 10.000 Euro zu bezahlen.
Beispiel Heizungsunterstützung Einfamilienhaus mit 4-Personen:
Die staatliche Förderung wurde hierbei jeweils nicht berücksichtigt.
Für Anlagen mit Heizunterstützung werden oft statt Flachkollektoren Vakuum-Röhrenkollektoren verbaut. Dies hat den Vorteil, dass sich bei gleicher Leistung der Flächenbedarf für die Kollektoren um etwa 40 Prozent reduziert. Röhrenkollektoren sind allerdings ein gutes Stück teurer. Flachkollektoren kosten etwa 300 Euro pro Quadratmeter, Röhrenkollektoren um die 600 Euro pro Quadratmeter.
Betriebskosten
Hier entstehen lediglich Kosten in Höhe von circa 20 bis 30 Euro für die elektrische Steuerung und die Solarpumpe
Wartungskosten
Damit deine Solarthermieanlage immer einwandfrei funktioniert, solltest du sie wenigstens alle 2 Jahre warten lassen. Die Kosten betragen nur 50 bis 80 Euro.
Solaranlagen sind ein wesentlicher Bestandteil nachhaltiger Energieversorgung. Sie tragen zum Schutz von Klima und Umwelt bei. Aus diesem Grund fördert der Staat den Einsatz von erneuerbaren Energien auf verschiedenste Weise.
Neben der KfW bieten auch Privatbanken Solarkredite zu einem niedrigen Zinssatz an und eine tilgungsfreie Anfangsphase, damit die finanzielle Belastung erst nach Inbetriebnahme der Solaranlage beginnt. Für Photovoltaikanlagen gibt es Finanzierungsmodelle, die ohne Eigenkapital und ohne Grundbucheintragungen realisiert werden können. In diesen Fällen dienen die Einnahmen aus der Einspeisevergütung als Sicherheit.
Selbst Stadtwerke bieten Förderung sowohl für Photovoltaik als auch für Solarthermie an. Nachfragen lohnt sich in jedem Fall. Zusätzlich kannst du bei Stadtwerken bzw. Energieversorgungsunternehmen Photovoltaikanlagen nicht nur mieten, sondern auch kaufen. Diese „Rundum-sorglos-Pakete“ beinhalten neben der Finanzierung auch Beratung, Planung, Installation, Funktionsgarantie, Wartung und Versicherung.
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Beim Einsatz von Solarenergie besteht generell das Problem, dass ihr Angebot tages- und jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt. Um dieses Manko auszugleichen, sind Speicher die ideale Lösung.
Oft stimmen das solare Energieangebot und der Wärmebedarf nicht überein. So ist der Warmwasserbedarf morgens und abends am größten. Das Energieangebot hingegen ist um die Mittagsstunden am größten. Solarspeicher sind daher wichtige Systemkomponenten, um das schwankende Energieangebot der Sonne abzufedern, damit die Kollektoren effektiver genutzt werden können. Solarspeicher sind eigentlich nichts anderes als Vorratsbehälter für die von den Kollektoren eingesammelte Sonnenwärme, um diese für mehrere Tage zu speichern bis Bedarf besteht.
Wird nur das Warmwasser solar erhitzt, genügt ein Trinkwasserspeicher. Bei der Heizungsunterstützung kommen Puffer- oder Kombispeicher zum Einsatz. Solarspeicher zeichnen sich durch ihre schmale und hohe Bauform aus. Dadurch wird eine besonders gute Schichtung erreicht. Wichtig ist auch, dass sie wirklich sehr gut wärmegedämmt sind: Oben, wo das heiße Wasser steht, sollte die Dämmstärke mindestens15 cm und an den Seiten 10 cm betragen. Im Gegensatz zu den üblichen Warmwasser- oder Heizwasserspeichern müssen Solarspeicher einen größeren Inhalt fassen, damit sie das Warmwasser über einen längeren Zeitraum bevorraten können. Solarspeicher sind aus Stahl, Edelstahl oder Kunststoff gefertigt. Um Korrosion vorzubeugen, sind Trinkwasserspeicher innen zusätzlich mit Emaille oder Kunststoff beschichtet. Bestehen die eingebauten Wärmetauscher aus Kupfer, benötigen die Speicher zum Schutz vor Korrosion zusätzlich eine Magnesium- oder Fremdstromanode.
Ein Wärmetauscher überträgt die Wärme von der Solarflüssigkeit auf das Trinkwasser: Durch ein spiralförmiges Kupferrohr (interner Wärmetauscher) im unteren Bereich des Speichers fließt die aufgeheizte Solarflüssigkeit und erwärmt das Wasser. Hat sich die Solarflüssigkeit abgekühlt, fließt sie sie zu den Kollektoren zurück und kann erneut Wärme aufnehmen.
Bei der Nachrüstung einer Solarthermieanlage zur Trinkwassererwärmung ist es möglich, den vorhandenen Warmwasserspeicher beizubehalten. Allerdings muss er durch einen monovalenten Solar-Warmwasserspeicher mit Spirale (Wärmetauscher) ergänzt werden. Für neue Heizungsanlage wird ein bivalenter Solarspeicher benötigt, der sowohl im unteren Bereich als auch im oberen mit einer Spirale ausgestattet ist, die mit dem Heizkessel verbunden ist, damit er bei Bedarf zuheizen kann. Der Solarspeicher sollte pro Person circa 80 bis 100 Liter fassen: 300 bis 500 Liter Gesamtvolumen.
Bei der Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung werden Pufferspeicher eingebaut, die mit Heizwasser gefüllt und größer ausgelegt sind als der Trinkwasserspeicher. In Einfamilienhäuser sind das meist Pufferspeicher mit einem Fassungsvermögen zwischen 750 und 1.500 Liter. Bei Pufferspeichern handelt es sich in der Regel um Schichtenspeicher.
Für Solarthermieanlagen zur gleichzeitigen Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung greift man oft auf Kombispeicher zurück, weil sie Wärmespeicher für die Solarthermieanlage, Trinkwasserspeicher und Pufferspeicher für den Heizkessel in einem sind. Das Speichervolumen beträgt 800 bis 1.500 Liter.
Damit keine wertvolle Wärme verloren geht, müssen Speicher sowie die entsprechenden Anschlüsse optimal gedämmt sein. Ungenügend gedämmte Anschlüsse können einen Wärmeverlust von über 50 Prozent zur Folge haben. Damit im Speicher keine Schwerkraftzirkulation entsteht, sind die Warmwasseranschlüsse möglichst seitlich am Speicher zu installieren. Trotz bester Dämmung sind Wärmeverluste unvermeidlich. Bei sehr gut gedämmten Speichern sind es circa 1,5 Kilowattstunden pro Tag.
Kaltes und warmes Wasser haben unterschiedliche Dichten, dadurch bildet sich ohne Zutun im Speicher eine Temperaturschichtung: Im Speicher sammelt sich das warme Wasser oben und das kalte Wasser unten an. Es darf sich auch nicht vermischen! Nur so steht dem Heizsystem ausreichend Solarwärme mit nutzbarem Temperaturniveau zur Verfügung, ohne dass der ganze Speicher erwärmt werden muss. Damit heißes Wasser sofort verwendet werden kann, ohne den kompletten Speicher erwärmen zu müssen, wurden für die Beladung von Solarspeichern Prallplatten und Steigrohr) entwickelt. Sie verhindern den ungehinderten Zufluss von Kaltwasser in den Speicher, der zu Ertragsverluste führen kann.
Treten bei einer Solarwärmeanlage Störungen auf, ist die Hauptursache meist Luft. Es ist daher unerlässlich, nach der Montage und während des Betriebs für eine zuverlässige Anlagenentlüftung zu sorgen. Dazu kann ein automatischer Entlüfter nachgeschaltet und am höchsten Punkt der Anlage ein Hochtemperatur-Kugelhahn angebracht werden.
Eine selbsttätige Schwerkraftzirkulation über die angeschlossene Rohrleitung, führt dazu, dass der Speicherinhalt langsam auskühlt. Beispielsweise ist nachts die Speichertemperatur höher als die Temperatur in den Kollektoren. Über die die Rohre, die zum Kollektor führen, fließt das warme (leichtere) Wasser aus dem Speicher in den Kollektor. Dort kühlt es ab und strömt anschließend mit niedrigerer Temperatur wieder zurück in den Speicher. Ähnlich verhält es sich mit den Rohrleitungen für Warmwasser, die zu den einzelnen Zapfstellen im Haus führen. Solche Verluste verringern den solaren Deckungsgrad. Dies ist mit ein Grund, warum die Zirkulationsleitungen gedämmt sein sollten.
Mit einem Solarstromspeicher nutzt du günstigen Solarstrom unabhängig von Tageszeit und Sonnenangebot. Außerdem kannst du so deinen Eigenverbrauchsanteil erhöhen. Denn Überschussstrom wird nicht in das öffentliche Netz eingespeist, sondern kurzfristig zwischengelagert, bis du ihn benötigst. Zudem kostet der selbstproduzierte Solarstrom nur die Hälfte wie der Strom deines Energieversorgers. Außerdem liegt die Eigenverbrauchsquote durch deine Photovoltaikanlage ohne Speicher bei nur rund 30 Prozent. Stromspeicher erhöhen den Eigenverbrauch auf 50 bis 60 Prozent. Anfang 2020 lag der Strompreis für Haushalte im Schnitt bei 31,37 Cent pro Kilowattstunde. Dem stehen Stromgestehungskosten einer Photovoltaikanlage zwischen 10 bis 13 Cent pro Kilowattstunde gegenüber.
Wenn du eine Wärmepumpe mit einer Solarthermieanlage kombinierst, erhöhst du die Effizienz beider Systeme. Was sich dann auch für dich und die Umwelt positiv auswirkt. Denn der Einsatz kostenloser Sonnenwärme in Verbindung mit der hohen Effizienz der Wärmepumpenheizung leistet einen hohen Beitrag zur Schonung der Ressourcen und zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes. Allerdings sind Wärmepumpen nur in Neubauten und in sanierten Altbauten mit guter Dämmung und niedriger Heizungsvorlauftemperatur sinnvoll. In schlecht gedämmten Bestandsgebäuden sinkt die Effizienz der Wärmepumpe stark und macht ihren Betrieb unwirtschaftlich. Besonders effizient arbeiten Wärmepumpen bei niedrigen Vorlauftemperaturen. Bei hohen Vorlauftemperaturen, wie sie für die Trinkwassererwärmung erforderlich sind, geht dies zu Lasten der Effizienz. Die Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe ist deswegen von Vorteil, weil die Solarthermieanlage bis zu 60 Prozent des jährlichen Warmwasserbedarfs abdeckt und die Wärmepumpe kostengünstig die Heizarbeit übernimmt.
Ein weiter Pluspunkt dieser Kombination ist, dass die Wärme für Heizung und Warmwasser komplett aus erneuerbaren Energien gewonnen werden kann. Nutzen Wärmepumpe und Solarthermieanlage gemeinsam einen Pufferspeicher, schaltet sich die Wärmepumpe erst dann ein, wenn das direkte Wärmeangebot der Sonne ungenügend ist.
Eine Wärmepumpe bezieht ihre Heizenergie aus dem Erdreich, dem Grundwasser und der Außenluft. Mit etwas Antriebsenergie in Form von Strom oder Gas und viel erneuerbarer Energie übernimmt die Wärmepumpe die Wärmeversorgung des Hauses; unabhängig von Tages- oder Jahreszeit. Aus 75 Prozent kostenloser Umweltenergie und 25 Prozent elektrischer Energie entstehen durch die Wärmepumpe 100 Prozent Heizwärme. Eine Wärmepumpe arbeite nicht anders als ein Kühlschrank – gleiche Technik, umgekehrtes Prinzip. Eine komplette Wärmepumpenanlage besteht aus der Wärmepumpe, der Wärmequellenanlage (Erdwärmesonden, Grundwasserbrunnen) und dem Wärmeverteilsystem (Fußbodenheizung). Dank des elektrischen Antriebs ist der Wartungsaufwand sehr gering.
Wärmepumpen unterscheiden sich hinsichtlich des Ertrags und Installationsaufwands:
Am effektivsten, aber auch am teuersten ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Hier müssen zwei Brunnen gebohrt werden: Ein Förderbrunnen, über den das Grundwasser nach oben gepumpt wird und ein Schluckbrunnen, in den das abgekühlte Wasser wieder zurückfließt.
Ebenfalls ganzjährig sehr stabile Wärmeerträge sind mit Sole-Wasser-Wärmepumpen zu erzielen, die Erdreich als Wärmequelle nutzen. Hierzu müssen entweder Erdwärmesonden senkrecht ins Erdreich eingebracht oder Erdwärmekollektoren horizontal unterhalb der Frostgrenze in ein bis zwei Metern Tiefe verlegt werden. Für ein Einfamilienhaus sind dazu etwa 300 Quadratmeter Gartenfläche erforderlich.
Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzen Umgebungsluft als Wärmequelle. Diese Variante ist am einfachsten zu installieren, bietet jedoch die geringste Effizienz, denn mit sinkenden Außentemperaturen sinkt auch die Heizleistung der Wärmepumpe. Ab etwa - 5 Grad Celsius springt daher meist ein Elektroheizstab zur Unterstützung ein.
Durchschnittliche Kosten Wärmepumpe inklusive Einbau
Umweltwärme und Sonnenenergie können auf verschiedene Art kombiniert werden:
Auch ohne Glaskugel kann man sagen, dass hinsichtlich Nutzung der Solarenergie noch reichlich Luft nach oben ist. Zudem handelt es sich bei der Solarbranche um einen sehr kreativen und innovativen Bereich der erneuerbaren Energien. Vor allem bei der Photovoltaik ist ständig Bewegung zu beobachten. Die Module werden immer günstiger und effektiver. Aber auch bei anderen Komponenten wie beispielsweise den Unterkonstrunktionen wird ständig versucht, die Kosten durch Materialeinsparungen zu reduzieren.
Teilweise noch in der Testphase, aber auch bereits in der praktischen Anwendung sind Bifaziale Solarmodule, die sowohl auf der Vorderseite wie auch auf der Rückseite eine Glasscheibe haben zwischen denen sich die Solarzellen befinden und so von beiden Seiten Solarenergie einfangen können, aber auch Sonneneinstrahlung, die vom Boden reflektiert wird. Solche Photovoltaikanlagen können horizontal, vertikal oder auch quer aufgestellt werden.
In Zukunft sollen Virtu Tubes (Hybrid Solarmodule) gleichzeitig Solarstrom und Solarwärme erzeugen. Dies schafft nicht nur Platz, sondern soll zu einer Steigerung der Effizienzsteigerung von über 45 Prozent führen. Aktuell werden Sphelar Solarzellen entwickelt, die in der Lage sind, die Sonneneinstrahlung aus allen Einfallswinkeln zu nutzen.
Noch in der Forschungsphase sind Mehrfach- oder Tandemsolarzellen, in denen zwei oder mehrere unterschiedliche Halbleitermaterialien übereinandergelegt werden, die verschiedene Wellenbereiche des Sonnenlichts nutzen können. Es werden Wirkungsgrade über 40 Prozent erwartet.
Noch in der Anfangsphase befindet sich die Forschung bei organischen Solarzellen bzw. Plastiksolarzellen. Hier sollen Halbleitermaterialien aus Kunststoff kristalline Halbleiter ablösen. Sie sollen in der Herstellung wesentlich günstiger sein und beispielsweise auch als dünne Folien verwendet werden.
Mit dem Halbleiter Perowskit wird eine sehr kostengünstige Solarzelle entwickelt. Weltweit arbeiten Forscherteams an der marktreife der Perowskit-Solarzelle. Mit einem Wirkungsgrad von bis zu 28 Prozent sind Perowskitzellen effizienter als aktuelle Solarzellen. In naher Zukunft sollen bereits Wirkungsgrade bis 30 Prozent und mehr realistisch sein. Es ist möglich, dass sie bereits 2022 in Serie produziert werden können.
Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie I der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben Solarzellen entwickelt, die die Photosynthese imitieren und bald in der Lage sind, Sonnenenergie ähnlich effektiv zu nutzen wie Pflanzen. Es wird von einem Wirkungsgrad über 40 Prozent ausgegangen.
Solarenergie ist eigentlich das größte Geschenk, das uns das Universum macht. Nicht nur, weil alles Leben auf der Erde auf Sonnenenergie basiert, sondern auch, weil die Kraft der Sonne uns helfen kann, die aktuellen Umwelt- und Klimaprobleme zu lösen oder zumindest zu entschärfen. Und es ist mehr als aller höchste Zeit zu handeln. Die Technik steht bereit, sie muss nur intensiver genutzt werden. Wir müssen auch lernen, nicht immer wirtschaftlichen Interessen den Vorrang zu geben. So mag eine Solarthermieanlage in einigen Fällen vielleicht nicht wirtschaftlich sein, für Umwelt und Klima ist sie eine unverzichtbare Entlastung. Gleiches gilt für die Photovoltaik. Wer nachhaltig und verantwortungsbewusst Energie erzeugen und einsetzen will, kommt an der Solarenergie nicht vorbei. Dank staatlicher Förderung und ständiger technischer Weiterentwicklungen ist heutzutage Solarenergie für jeden von uns bezahlbar. Wenn du deine eigene Energiewende einleiten möchtest, bist du mit Solarenergie auf einem guten Weg.
Der Einsatz von Solarenergie scheint dir wichtig zu sein und hat dein Interesse geweckt. Das freut uns! Denn nur gemeinsam können wir das Ruder noch herumreißen, damit das Leben auf unserer Erde auch weiterhin lebenswert bleibt. Du hast Freunde, Verwandte oder Bekannte, die ähnlich denken wie du? Dann teile doch einfach diesen Guide online mit ihnen.
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Erst mal ein bisschen was zu mir: Ich bin 37 Jahre alt, komme aus Hessen und lebe im Frankfurter Umland genauer gesagt im wunderschönen Taunus. Als einer der Experten Guides auf net4energy schreibe und veröffentliche ich Blogbeiträge rund um ein Thema, dass mir persönlich besonders am Herzen liegt - das Erzeugen von erneuerbaren Energien. Ich bin davon überzeugt das, die Nutzung von nachhaltigen Energiequellen, wie z.b. Photovoltaik und Solarthermie ein integraler Bestandteil der nationalen und vor allem persönlichen Energiewende ist. Um immer up to date zu bleiben und andere auch über net4energy hinaus zu unterstützen, bin ich aktiv in unterschiedlichen User Gruppen und Foren die sich z.b. mit neuen Technologien wie Stromspeichern und Solaranlagen im Allgemeinen beschäftigen.
Schau dir gerne alle meine Beiträge zum Energie erzeugen in unserem Magazin an.