Mit der Solaranlage zum Selbstversorger werden

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Das Thema Klimaschutz hat in den letzten Jahren einen immer größer werdenden Stellenwert in unserem Leben bekommen. Verstärkt wurde nach Möglichkeiten gesucht von fossilen Brennstoffen als Energieträger abzuweichen. Eine Alternative ist die Nutzung von Solar- bzw. Sonnenenergie. Doch was ist Solarenergie überhaupt? Sie ist die Energie, die mithilfe entsprechender Technologien wie Photovoltaikanlagen und Solarthermie> in Wärmeenergie oder elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Solaranlage

Warum sollte man auf Solarenergie setzen?

Die Solarenergie bietet vor allem im Hinblick auf Umwelt- und Klimaschutz erhebliche Vorteile. Bei der Gewinnung fossiler Brennstoffe werden zum einen hohe Emissionen verursacht, was Mensch und Natur nachweislich schadet, zum anderen sind sie endlich. Sonnenlicht hingegen steht unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung.

In Zahlen gesprochen bedeutet dies, dass bei Nutzung einer Photovoltaikanlage pro Kilowattstunde erzeugten Stroms der Ausstoß von 627 Gramm CO2 verhindert werden können. Besitzt du eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 16 Kilowatt, ist es dir möglich den Ausstoß von circa 10 Tonnen CO2 pro Jahr einzusparen. Um diese Menge CO2 mithilfe der Natur zu binden, müssten in etwa 800 Buchen gepflanzt werden.

Vorteile im Überblick

  • Kein Ausstoß von CO2 oder Freisetzung von Treibhausgasen bei Solarstromerzeugung
  • Geräuschlose Stromerzeugung
  • Keine Abhängigkeit von Stromkonzernen und Strompreisen
  • Sonnenlicht steht unendlich und kostenlos zur Verfügung

Aufbau & Funktion von Solaranlagen

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Systeme in Photovoltaik und Solarthermie. Bei einer Photovoltaikanlage wird die Sonnenenergie wird mit Hilfe von Solarzellen in elektrische Energie umgewandelt. Der produzierte Gleichstrom muss nun mit dem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden, damit der Strom im Haushalt genutzt werden kann.

Die Solarthermie wird genutzt, wenn zusätzlich auch Trinkwasser erhitzt oder die Heizung unterstützt werden soll. Die durch die Sonnenenergie erhitzten Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert in einem Rohrleitungssystem, die zu einem Wasserspeicher transportiert wird. Hier befindet sich ein Wärmetauscher, der die Solarwärme an das Trinkwasser abgibt.

Welche Voraussetzungen müssen für die Errichtung einer Solaranlage gegeben sein?

Damit sich eine Photovoltaikanlage rentiert, sollte dein Dach eine bestimmte Fläche abdecken. Empfohlen wird eine Dachfläche von mindestens 10 m². Um eine PV-Anlage errichten zu können, müssen außerdem bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden. Welche diese sind und was beachtet werden muss, haben wir im Folgenden für dich zusammengefasst.

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Ausrichtung des Daches

Grundsätzlich gilt, dass ein nach Süden ausgerichtetes Dach am ertragreichsten ist, da in den Mittagsstunden so am meisten Strom produziert werden kann. Doch auch Dächer mit Ost- oder Westausrichtung kommen infrage. Bei dieser Variante wird auch am Morgen oder am Nachmittag Strom produziert. So ist die Photovoltaikanlage besonders ertragreich. Lediglich Dächer mit Richtung nach Norden werden selten bis gar nicht mit einer PV-Anlage versehen, da der Stromertrag sehr gering ausfällt.

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Statik des Daches

Bevor eine solche Anlage auf deinem Dach installiert werden kann, muss dieses durch einen Statiker auf Eignung geprüft werden. Das Dach muss die zusätzliche Last problemlos tragen können. Faktoren wie Gestell, Anzahl der Module, Windlast und Schneelast werden hier berücksichtigt. Für die Statik Prüfung benötigst du die Baupläne sowie die Statik Unterlagen des Gebäudes.

Optimale Dachneigung

Die optimale Neigung des Daches liegt bei 30 bis 35 Prozent. Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Steildach, Flachdach oder Schleppdach vorhanden ist. Durch die Unterkonstruktion der Solaranlage kann auf nahezu jedem Dach die richtige Neigung erreicht werden.

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Verschattung

Um die Sonneneinstrahlung auf die Photovoltaikanlage nicht zu behindern, solltest du bei der Planung darauf achten, dass das Dach möglichst frei von Verschattungen ist. Bedeutet, dass Hindernisse wie große Bäume, Antennen, Schornsteine, Satellitenschüsseln oder andere Gebäude keine Schatten auf die PV-Anlage werfen. Die Schatten sind zu vermeiden, da sie ansonsten zu einem Energieverlust führen würden.

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Globalstrahlung

Bei der Strahlung auf die PV-Anlage unterscheidet man zwischen direkter und indirekter Strahlung. Von direkter Strahlung spricht man, wenn das Licht ohne jegliche Verschattungen auf die Solarzelle auftrifft. Von indirekter Strahlung hingegen ist die Rede, sobald das Licht von Wolken oder anderen Faktoren abgelenkt wird und nur bedingt auf die Solarzelle trifft. Die Summe aus direkter und indirekter Strahlung ergibt die Globalstrahlung der PV-Anlage.

Kosten einer Solaranlage 

Da die Gesamtkosten von vielen Faktoren abhängig sind, kann an dieser Stelle nur ein ungefährer Rahmen anhand eines Beispiels angegeben werden. Die Preise einer Photovoltaikanlage richten sich nach kWp (Kilowatt-Peak). Dies ist die Maximalleistung, die die Anlage erbringen könnte. Je nach Leistungsgröße variieren die Preise also zwischen 5.000 und 19.000 €.

Kosten einer PV-Anlage zusammengefasst

Kristalline Solarmodule

1.100 - 1.500 €/kWp

Dünnschicht Solarmodule

750 - 1.250 €/kWp

Netzanschluss

500 - 1.000 €

Montagesystem

ca. 150 €/kWp

Wechselrichter

ca. 200 €/kWp

Laufende Betriebskosten

200 - 500 €/Jahr

Quelle: https://www.enpal.de/magazin/solaranlage-kosten

Der Preis einer Solarthermie ist ebenfalls sehr individuell und von Faktoren wie Größe, Einsatzbereich, Wirkungsgrad der Solarzellen und Art der Kollektoren abhängig. Die Beispielrechnung bezieht sich auf ein 3 Jahre altes Einfamilienhaus für 4 Personen. Förderungen und Zuschüsse sind nicht mit eingerechnet. 

Kosten einer Solarthermie für Warmwasser

6 m² Kollektorfläche (Flachkollektoren)

1.600 €

Speicher (Solarspeicher, 300 Liter Fassungsvermögen) 

1.200 €

Montage 

1.600 €

Wartungskosten

25 - 40 € Jahr

Laufende Betriebskosten

20 - 30 €/Jahr 

 

Kosten für eine kombinierte Solarthermieanlage (Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung)

Die Kosten für Warmwasser und Heizung für ein 4-köpfiges-Familienhaus mit Flachkollektoren setzt sich wie folgt zusammen.

16 m² Flachkollektoren

5.000 €

Speicher (900-Liter-Kombispeicher)

2.500 €

Montage

2.000 €

Wartungskosten

25 - 40 € Jahr

Laufende Betriebskosten

20 - 30 €/Jahr 

 

Die durchschnittlichen Preise einer kompletten Anlage belaufen sich in etwa auf folgende Größen:

  1. 3 kWp circa 5.400 Euro (Preisspanne 4.600 bis 6.300 Euro)
  2. 5 kWp circa 7.600 Euro (Preisspanne: 5.300 bis 9.500 Euro)
  3. 8 kWp circa 11.000 Euro (Preisspanne: 9.000 bis 15.000 Euro)
  4. 10 kWp circa 13.300 Euro (Preisspanne: 10.300 bis 18.500 Euro)

Welche Speichermöglichkeiten gibt es?

Um die erzeugte Solarenergie optimal zu nutzen, braucht es den idealen Speicher für deine Anforderungen.

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Solarspeicher

Ein Solarspeicher sammelt den Stromüberschuss, der zum Zeitpunkt der Sonneneinstrahlung nicht verbraucht wird. Sobald der Strom jedoch benötigt wird, wird er aus dem Speicher freigegeben. Durch einen solchen Speicher kann der Eigenverbrauch von 20% bis 30 % auf etwa 70 % erhöht und Kosten gesenkt werden.

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Trinkwasserspeicher

Trinkwasserspeicher sind für die Erwärmung und Lagerung des Trinkwassers zuständig. Als Bestandteil der Heizungsanlage wird er über die Heizung mit thermischer Energie versorgt. Ein Wärmeüberträger sorgt dafür, dass sich Trinkwasser und Heizungswasser nicht vermischen. Zunächst wird das Wasser durch thermische Energie aus der Solaranlage erhitzt. Ist diese Energie erschöpft, wird die konventionelle Heizung dazugeschaltet.

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Pufferspeicher

Hier wird nicht genutzte Wärme für die Heizungsanlage gespeichert, wenn die Räume bereits hinreichend aufgeheizt sind. So wird verhindert, dass die Heizung ständig taktet und sich immer wieder an- und ausschaltet. Dadurch werden Effizienz und Lebensdauer der Heizung verlängert. Die Spitzenzeiten für Heizwärme in einem Durchschnittshaushalt liegen in den Morgen- und Abendstunden. Eine Solarthermie-Anlage verzeichnet jedoch zur Mittagszeit die höchsten Erträge. Verbrauch und Ertrag stimmen demnach nicht überein. Der Pufferspeicher kann die Wärme nun bedarfsgerecht zu den benötigten Zeiten zur Verfügung stellen.

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Kombispeicher

Wie der Name vermuten lässt, ist dieser Speicher eine Kombination aus Trinkwasser- und Pufferspeicher. Durch ihn wird die solar erzeugte Wärme sowohl für das Trinkwasser als auch für die Heizungsanlage nutzbar. Kombispeicher können in drei weitere Kategorien unterteilt werden:

Tank-in-Tank

Ein Trinkwassertank ist im Heizwassertank integriert. Nachteil ist, dass das Wasser steht und sich leicht Legionellen und Bakterien bilden können.

schichtenlader-solaranlage-essentials-net4energy

Frischwasser-Pufferspeicher

Das Trinkwasser wird wie bei einem Durchlauferhitzer in Rohren durch das Heizwasser geleitet und erwärmt sich nur nach Bedarf.

Schichtenlader

Die Schichtung von kaltem und warmem Wasser wird optimal ausgenutzt. Auch hier wird das Wasser im Vorbeifließen erhitzt. Der Schichtenlader gilt als effizientester Kombispeicher.

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Wie wird der Bau einer Solaranlage gefördert?

Zu der wohl bekanntesten Förderung gehört die Einspeisevergütung. Diese wird durch das EEG geregelt. Du erhältst eine Einspeisevergütung, wenn du deinen überschüssigen Strom der Photovoltaikanlage in das öffentliche Stromnetz einspeist. Die Höhe der Vergütung ändert sich kontinuierlich und wird oft als politisches Mittel zur Steuerung des PV-Baus eingesetzt. Der Vergütungszeitraum wird nach Zeitpunkt der Inbetriebnahme auf 20 Jahre festgesetzt. Wurde die Anlage im Januar 2021 in Betrieb genommen, als der Vergütungssatz bei 8,16 ct./kWh lag, gilt dieser für die nächsten 20 Jahre auch, wenn sich der Satz danach ändern sollte.

Ein weiteres Fördermittel stellt die Bezuschussung der KfW dar. Die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) ist eine staatliche Förderbank, die unter anderem die energieeffiziente Sanierung des Eigenheims unterstützen möchte. Der KfW-Zuschuss ist eine einmalige finanzielle Zuwendung, die der Begünstigte nicht zurückzahlen muss. Diese Bezuschussung gibt es sowohl für Photovoltaikanlagen und Solarthermie. Eine detaillierte Übersicht der Fördermöglichkeiten findet du auf der Seite des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle.

Rechtliche Besonderheiten

Für eine Photovoltaikanlage, die auf dem Dach oder an der Fassade eines Eigenheims angebracht wird, benötigt man in der Regel keine Baugenehmigung. Du als Bauherr bist jedoch dafür verantwortlich, dass die Anlage den Bauvorschriften entspricht. Um auf Nummer sicherzugehen und Eventualitäten ausschließen zu können, solltest du dich bei deiner zuständigen Gemeinde erkundigen.

Nach dem EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) muss die Photovoltaikanlage bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Die Anmeldung kann nur durch den Betreiber und nicht durch Dritte erfolgen.

Ein Fazit zur Solarenergie

Die Energiewende stellt die Wirtschaft zwar vor große Herausforderungen, ist für den Natur- und Klimaschutz jedoch unabdingbar. Aus diesem Grund muss der Umstieg auf erneuerbare Energien attraktiv gemacht werden. Dies ist in den letzten Jahren deutlich gelungen. Solarthermie und PV-Anlagen sind heutzutage so weit entwickelt, dass sie sich für den Betreiber (auch ohne Speicher) lohnen, indem sie zuverlässig und wirtschaftlich arbeiten. Besonders nutzbringend sind die Anlagen bei einem hohen Energiebedarf, wie es zum Beispiel in Familienhäusern der Fall ist. Bei einem 2-Personen-Haushalt wird es eher schwierig die Anschaffungskosten zu amortisieren. Der größte Vorteil entsteht, sobald die Solarenergie für den Eigenbedarf genutzt wird. Die oben genannten Speicher ermöglichen hier einen besonders hohen Eigenverbrauch.

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Giuliano Fuchs
Dein Energiewende Guide

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.