Photovoltaik und Solarthermie

Photovoltaik und Solarthermie
Das Berliner Start-up Eigensonne bietet seinen Kunden den gesamten Service von der Planung bis hin zur Installation des Solarstromsystems aus einer Hand. Auch ein Energiespeicher kann eingebunden werden. Foto: Eigensonne

Die Sonne liefert kostenlos Energie, die Hausbesitzer auf verschiedene Arten nutzen können: als Strom oder Wärme vom Himmel. Ein Überblick über die Möglichkeiten, Solarenergie via Photovoltaik- und Solarthermieanlage zu gewinnen und damit die Umwelt sowie den Geldbeutel zu schonen.

Weniger Verluste: Die Kollektoren der Serie „Q.Pak Duo-G5“ von Q Cells leisten rund 20 Prozent mehr als herkömmliche Solarmodule. Foto: Hanwha Q Cells

Die Nutzung von Photovoltaik und Solarthermie hat einen hohen Reiz. Denn im letzten Sommer schien gefühlt fast ununterbrochen die Sonne. Dennoch ging er nur als zweitheißester Sommer seit der Wetteraufzeichnung in Deutschland in die Annalen ein. In Bezug auf die Solarausbeute konnte er aber alle bisherigen Rekorde schlagen. So bescherte er den Besitzern von mehr als 1,7 Millionen deutschen Anlagen mit Photovoltaik und Solarthermie ein Ertragsplus von 18 Prozent gegenüber dem Vorjahr, wie der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) Ende des Jahres verkündete – wenigstens ein positiver Effekt des Klimawandels, der nun auch in Mitteleuropa angekommen zu sein scheint. Sonnenenergie bei Photovoltaik und Solarthermie wird es somit wohl auch in Zukunft eher zu viel als zu wenig geben. Warum dann nicht als Hauseigentümer auf die umweltfreundliche und günstige Energiequelle setzen?

Solarstrom erzeugen

Photovoltaik und Solarthermie richtig zur Sonne hin ausrichten

Ausrichtung, Neigungswinkel und Fläche der Solarkollektoren bestimmen maßgeblich die Effektivität einer Solarthermieanlage. Der Neigungswinkel lässt sich mit einer Aufständerung anpassen. Foto: djd/BDH

Der Begriff „Photovoltaik“ setzt sich aus dem griechischen Wort für Licht „photos“ und der Einheit Volt für elektrische Spannung zusammen. Das deutet schon darauf hin, dass Photovoltaikanlagen Solarenergie in Strom umwandeln. Vereinfacht gesagt funktioniert das so: Trifft Sonnenlicht auf die Solarzellen der Anlage, werden Elektronen in der Zelle angeregt, sich zu bewegen und zu wandern. Dadurch fließt Strom, der über ein Kabel ins Haus transportiert wird. Um wirtschaftlich zu sein, sollte die Dachfläche mit den Solarmodulen möglichst nach Süden, Südosten oder Südwes – ten ausgerichtet sein. Nur so kann sie in der Regel genug Sonnenstrahlen einfangen. Neben den Solarmodulen gehört zu einer Photovoltaikanlage auch ein Wechselrichter, der den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Das ist nötig, um ihn im Haus nutzen oder ins Stromnetz einspeisen zu können.

Kleinere Anlagen bis 10 Kilowattpeak (kWp) Leistung, wie sie für Ein- und Zweifamilienhäuser typisch sind, erhalten nach wie vor für das Bereitstellen des Solarstroms eine Einspeisevergütung, die mit Inbetriebnahme für 20 Jahre festgelegt wird. Die Höhe der Einspeisevergütung sinkt jedoch kontinuierlich: So gab es für Anlagen bis 10 kWp, die ab dem 1. Januar 2019 in Betrieb gingen, 11,47 Cent/kWh. Für solche mit Inbetriebnahme ab 1. April 2019 er – halten Anlagenbetreiber nur mehr 11,11 Cent/kWh. Aufgrund der sinkenden Vergütungssätze ist die Förderung über die Einspeisevergütung nicht mehr so attraktiv wie noch vor einigen Jahren, weil somit auch die Differenz zwischen Einspeisevergütung und Strompreis für den Endkunden immer geringer wird und damit der Gewinn für den Anlagenbetreiber schrumpft.

Solarstrom vom Möbelhaus

„Solstråle“ heißt ein neues Produkt von Ikea. Dahinter verbirgt sich jedoch kein Möbelstück, sondern eine Photovoltaikanlage. Wer die Solaranlage kauft, schließt allerdings keinen Vertrag mit dem Möbelhaus ab, sondern mit dem Partnerunternehmen Solarcentury Microgen, deren Mitarbeiter dann auch Planung und Installation der Anlage übernehmen. Das gesamte Paket „Solstråle“ gibt es bereits ab 4.730 Euro.

Lohnender Eigenverbrauch

Autark werden: Durch die Kombination von Photovoltaikanlage, Stromspeicher und einer Pelletheizung mit Stirlingmotor lässt sich der komplette Strombedarf eines durchschnittlichen Haushalts decken. Foto: tdx/ÖkoFEN

Eine Photovoltaikanlage lohnt sich heute vor allem dann, wenn man seinen Solarstrom auch selbst verbraucht. Denn die selbst erzeugte Kilowattstunde kostet nur etwa ein Drittel von dem, was man dem Netzbetreiber zahlen muss. Das Magazin „Finanztest“ hat im September 2018 ermittelt, dass eine 6-kW-Anlage mit Investitionskosten von 7.800 Euro und einem Eigenverbrauch von 25 Prozent mit 5,6–8 Prozent am meisten Rendite abwirft. Unter optimalen Bedingungen könne die Rendite sogar zweistellig ausfallen.

Photovoltaik und Solarthermie mit Stromspeicher kombinieren

Der Stromspeicher „Vitocharge“ von Viessmann verfügt über vier Batteriemodule. Foto: epr/Viessmann

Wer den Eigenverbrauch steigern möchte, der muss seine Anlage mit einem Batteriespeicher kombinieren. Der Stromspeicher lagert den überschüssigen Strom vom Tag ein, bis er am Abend im Haushalt verbraucht wird. So lässt sich der Eigenverbrauchsanteil auf über 50 Prozent steigern. Da die Akku-Speicher zunehmend güns iger werden, ist deren Anschaffung auch für Privatleute immer attraktiver. Zudem fördert der Staat den Kauf eines Batteriespeichers. Zwar ist das KfW-Programm zur Förderung von Batteriespeichern Ende 2018 ausgelaufen, aber einige Bundesländer wie Thüringen, Baden-Württemberg und Sachsen stellen immer noch Fördergelder dafür bereit.

Für die Anschaffung der Photovoltaikanlage bietet die KfW-Förderbank im Rahmen des Programms 270 „Erneuerbare Energie – Standard“ weiterhin zinsgünstige Kredite an. Auch kann eine Solarstromanlage zusammen mit einem Neubau mittels eines Förderkredits aus dem KfW-Programm „Energieeffizient Bauen“ mitfinanziert werden. Dann jedoch darf der Bauherr für diese Anlage keine Einspeisevergütung beziehen. Damit die Vergütung nicht verloren geht, empfehlen Verbraucherschützer, beim Bau eines KfW-Effizienzhauses die KfW-Förderprogramme „Energieeffizient Bauen“ und „Erneuerbare Energien – Standard“ zur separaten Finanzierung der Photovoltaikanlage miteinander zu kombinieren.

Mieten statt kaufen?

Photovoltaik Strom erzeugen

Mitglieder der Stromgemeinschaft „myEnergyCloud“ produzieren und speichern gemeinsam so viel Strom, dass sie zu 100 Prozent autark sind. Foto: Varta Storage

Wer die hohen Investitionskosten für eine Solarstromanlage scheut, kann diese auch mieten. Das funktioniert so: Der Pächter lässt auf seinem Dach eine Photovoltaikanlage eines Verpächters installieren. Den von der Anlage erzeugten Solarstrom nutzt er als Betreiber der Anlage selbst und kassiert auch Einspeisevergütung dafür. Dafür zahlt er dem Verpächter als Eigentümer der Anlage eine Miete. Dieser kümmert sich im Gegenzug um Planung, Montage und Wartung. Nach Ablauf des Mietvertrags, etwa nach 20 Jahren, kann der Pächter die Anlage kaufen. Wirtschaftlichkeitsberechnungen der Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen haben jedoch ergeben, dass sich solche Pachtmodelle für private Hauseigentümer nur selten lohnen. Wer sich für das Mieten einer Photovoltaikanlage interessiert, sollte daher im Vorfeld genau durchkalkulieren, unter welchen Bedingungen sich das Modell für ihn rechnet.

Sonnenwärme nutzen mit Photovoltaik und Solarthermie

Die Kermi „x-change dynamic“-Wärmepumpe mit „Power-to-Heat“-Funktion nutzt den überschüssigen Sonnenstrom zur Wärmeerzeugung. Grafik: Kermi

Mit einer solarthermischen Anlage nutzt man die Sonnenenergie für die Warmwasserbereitung und/oder für das Beheizen des Hauses. Dazu fließt durch die Kollektoren auf dem Dach ein Wärmeträgermedium, meist ein Wasser-Glykol-Gemisch, das sich durch die Sonneneinstrahlung erwärmt. Der Wärmeträger wird zum Wärmetauscher gepumpt, der die Wärme dann an das Trinkwasser im Speicher abgibt. Reicht die Sonnenwärme zum Erhitzen nicht aus, springt eine Heizung ein. Das kann eine konventionelle Gasheizung, aber auch ein Pelletkessel oder eine Wärmepumpe sein. Ein solches Heizsystem nennt man in der Fachsprache bivalent.

Eine gute Ergänzung zur Nutzung regenerativer Energiequellen ist der Pufferspeicher „Aqua Expresso III“ von Paradigma mit Frischwasserstation. Foto: Paradigma

Soll die Solarthermie zusätzlich auch zur Heizungsunterstützung genutzt werden, muss die Kollektorfläche größer ausfallen und ein zweiter Pufferspeicher oder ein Kombispeicher mit eingebautem Trinkwasserspeicher ist nötig. Als Sonnensammler kommen heute überwiegend Flachkollektoren zum Einsatz, aber auch Vakuumröhrenkollektoren. Letztere sind effizienter, weshalb sie weniger Fläche als Flachkollektoren brauchen.

Auch solarthermische Anlagen werden vom Staat gefördert. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle, kurz BAFA, unterstützt deren Einbau mit Zuschüssen aus unterschiedlichen Programmen. 2.000–5.600 Euro Zuschuss für Solaranlagen zur Wärmeerzeugung bis 40 m² Bruttokollektorfläche sind möglich. Eine genaue Förderübersicht finden Bauherren und Modernisierer online unter www.bafa-förderung.de. Bei einem Neubau ist auch eine Förderung über die KfW möglich, etwa im Rahmen des Programms „Energieeffizient Bauen“.

Wartung von Anlagen mit Photovoltaik und Solarthermie

Photovoltaik und Solarthermie warten Tabelle

Quelle: BSW – Bundesverband Solarwirtschaft


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