Alles über das Thema Photovoltaik Photovoltaik (auch Fotovoltaik) setzt sich aus dem griechischen Wort „photos“ für Licht und dem Begriff „Volt“, abgeleitet vom italienischen Physiker Alessandro Volta, dem Erfinder der Batterie, zusammen. Photovoltaik bezeichnet die Umwandlung von Licht in Energie, genauer gesagt von Sonnenenergie in elektrische Energie. Weil das Sonnenlicht eine immense Quelle unerschöpflicher Energie darstellt, zählt die Photovoltaik zu den wichtigsten Arten der erneuerbaren Energien.
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Photovoltaik FAQ: Häufig gestellte Fragen Wie funktioniert Photovoltaik?
PV-Module sind ein Zusammenschluss vieler kleiner Photovoltaik-Zellen. Diese bestehen aus dem Halbleiter Silizium und wandeln die Energie der Sonnenstrahlen in elektrischen Strom um. Wenn Sonnenstrahlen auf die Photovoltaikzellen fallen, wandern Elektronen von einer Silizium-Schicht in die nächste, was einen elektrischen Strom erzeugt. Dieser Strom kann dann genutzt werden, um Haushaltsgeräte zu betreiben oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Welche Vorteile hat Photovoltaik?
Die Photovoltaik ermöglicht uns Menschen mehr Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle die Tag für Tag kostenlos genutzt werden kann. Darüber hinaus fallen die Betriebskosten viel geringer aus als die der herkömmlichen Energiequellen. Hinzukommt die Möglichkeit einer attraktiven Rendite durch Stromkosteneinsparungen und die Einspeisung des Solarstroms ins Netz. Letztlich ist die Photovoltaik enorm umweltfreundlich. Es entstehen keine Emissionen schädlicher Abgase, die PV-Module können über 20 bis 30 Jahre genutzt und anschließend recyclet werden.
Welche Arten von Photovoltaikanlagen gibt es?
Grundsätzlich unterscheiden man zwischen zwei Arten von Photovoltaikanlagen: Aufdachmontierte und freistehende Anlagen. Aufdachmontierte Anlagen werden auf bestehenden Dächern installiert, während freistehende Anlagen unabhängig vom Dach auf dem Boden aufgestellt werden. PV-Anlagen für den privaten Gebrauch sind fast auschließlich aufdachmontierte Anlagen.
Welche Arten von Solarzellen gibt es?
Es gibt grundsätzlich drei Arten von Photovoltaikzellen: monokristalline, polykristalline und amorphe (auch Dünnschicht-Solarzellen genannt).Monokristalline Zellen bestehen aus hochreinem Silizium und haben eine schwarz- bis dunkelbläuliche Farbe. Sie haben den höchsten Wirkungsgrad von allen Photovoltaikzellen-Typen und eine längere Lebensdauer, aber auch den höchsten Preis.Polykristalline Zellen bestehen aus weniger reinem Silizium und haben eine raue, metallische Oberfläche. Sie haben einen niedrigeren Wirkungsgrad als monokristalline Zellen, sind aber günstiger und haben die gleiche Lebensdauer.Amorphe (Dünnschicht-)Zellen bestehen aus wenigen hundert Nanometer dicken Schichten aus Silizium oder anderen Halbleitern. Sie haben den niedrigsten Wirkungsgrad unter den Photovoltaikzellen, dafür aber auch den geringsten Preis und sind flexibler in der Anwendung, da sie auf unterschiedliche Untergründe aufgebracht werden können. Monokristalline Zellen haben mit einem Wirkungsgrad bis zu 22 % die höchste Effizienz. Direkt danach folgen die polykristallinen Zellen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 18 %. Amorphe Zellen haben nur einen Wirkungsgrad von bis zu 12 %. Aus diesem Grund werden derzeit fast nur monokristalline PV-Module verbaut. Neben diesen drei Arten gibt es aber auch noch andere, selten verwendete Photovoltaikzellen. Dazu gehören unter anderem die Konzentrator-Photovoltaikzellen, die eine Art von Linse oder Spiegel verwenden, um die Sonnenstrahlung auf eine kleinere Zellfläche zu konzentrieren und dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen.
Was kostet eine PV-Anlage?
Der Preis einer Photovoltaikanlage variiert je nach Größe und Art der Anlage sowie dem Standort und dem Installationsunternehmen. Eine grobe Schätzung für den Preis einer durchschnittlichen Anlage liegt bei 1.500 - 4.000 Euro pro Kilowatt installierter Leistung. Eine sehr kleine Anlage mit einer Leistung von 2–3 kWp, die nur einen Teil des Stromverbrauchs eines durchschnittlichen Haushalt liefert, kostet ungefähr 5.000 - 12.000 Euro. Größere Anlagen mit einer Leistung von 5 kWp oder mehr können preislich bis zu 20.000 Euro oder mehr kosten. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass es viele verschiedene Förderprogramme und Steuervergünstigungen gibt, die Kosten Ihrer Photovoltaikanlage drastisch senken können. Es lohnt sich daher, sich über die aktuellen Fördermöglichkeiten in der Region zu informieren und diese bei der Kostenkalkulation zu berücksichtigen. Es gibt auch Finanzierungsmöglichkeiten durch Banken oder andere Institutionen, die die Investition in eine Photovoltaikanlage erleichtern können. Wenn Sie diese hohen Investitionskosten nicht vorab zahlen möchten, könnte auch das Mietmodell interessant sein. Hier bekommen Sie Ihre PV-Anlage für 0 € Anschaffungskosten und zahlen die Kosten durch monatliche Mietbeiträge ab.
Welche Komponenten hat eine PV-Anlage?
Eine Photovoltaikanlage besteht aus vielen verschiedenen Komponenten, die jeweils eine andere, doch sehr wichtige Funktion haben. Die wichtigsten Komponenten sind:Photovoltaikmodule: PV-Module bestehen aus einer Vielzahl von Photovoltaikzellen und wandeln die Sonnenenergie in elektrischen Strom um.Wechselrichter: Der Wechselrichter wandelt den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, damit er ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.Netzanschluss: Der Netzanschluss ist die Verbindungsstelle zwischen Photovoltaikanlage und dem öffentlichen Stromnetz.Überwachungseinrichtung: Diese Einrichtung gilt als Art Kontrollzentrum der Anlage. Sie überwacht den Betrieb, die Leistung und den Ertrag der PV-Anlage, erfasst den Stromverbrauch und speichert diese Daten für eine später Auswertung.Stromspeicher: Ein Solarstromspeicher ist eine Optionale Komponente, die es ermöglicht den selbst erzeugten Strom zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Damit lassen sich der Eigenverbrauch und die Autarkiequote erheblich steigern. Allerdings kostet ein Speicher auch mehrere Tausend Euro. Montage-System: Dieses System wird auch „Mounting-System“ genannt und umfasst die Metallkonstruktion zur Befestigung der PV-Module auf dem Dach. Zusammengefasst, wandeln die Photovoltaikmodule Sonnenenergie in Gleichstrom um, der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom dann in nutzbaren Wechselstrom um. Der Netzanschluss verbindet die Anlage mit dem Stromnetz, die Überwachungseinrichtung überwacht den Betrieb der Anlage und speichert alle Daten im Logsystem. Ein Stromspeicher speichert den selbst erzeugten Strom für den späteren Bedarf und das Mounting-System hält die Photovoltaikmodule auf Ihrem Platz.
Wie lange ist eine Photovoltaikanlage nutzbar?
Die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage beträgt in der Regel 25–30 Jahre. Dies ist der Zeitraum, in der die Anlage ihre Leistung auf einem hohen Niveau halten und ihre ursprüngliche Leistungsgarantie erfüllen sollte. Nach diesem Zeitraum wird die Leistung der Anlage allmählich abnehmen, aber die Anlage kann weiterhin Strom produzieren. Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage beeinflussen können, wie z. B. die Qualität der verwendeten Komponenten, die Art der Installation und die Wartung der Anlage. Eine regelmäßige Wartung, wie z. B. die Reinigung der Module, kann dazu beitragen, die Lebensdauer der Anlage zu verlängern und ihre Leistung zu erhalten. Die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage ist aber auch abhängig von den Umweltbedingungen und dem Standort der Anlage. In Gebieten mit häufigen Stürmen oder Hagel, hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit oder anderen rauen Bedingungen kann die Lebensdauer der Anlage beeinträchtigt werden.
Was passiert nach Ablauf der Lebensdauer?
Auch nach Ablauf ihrer Lebensdauer können Photovoltaikanlagen weiterbetrieben werden. Meistens basiert die offzielle Lebensdauer auf Schätzungen oder Garantielaufzeiten der Hersteller, die aber bewusst etwas kürzer gewählt werden. Sofern Ihre Anlage nicht kaputt ist oder signifikante Leistungseinbußen erfahren hat, können Sie Ihre Anlage so lange Sie möchten weiternutzen. Auch wenn die Leistung vielleicht nicht mehr optimal ist, kann die Anlage immer noch Strom produzieren und einen Teil Ihres Energiebedarfs decken. In einigen Fällen lohnt es sich, Komponenten der Anlage zu reparieren oder auszutauschen, um eine höhere Leistung zu gewährleisten. Dies kann jedoch kostspielig sein und es gibt keine Garantie dafür, dass die Anlage wieder genauso funktioniert wie am ersten Tag. Alternativ kann die PV-Anlage auch demontiert werden. In diesem Fall werden die Komponenten recycelt oder woanders wiederverwendet. Was Sie am besten mit Ihrer Anlage tun ist sehr individuell und hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zum Beispiel dem Zustand der Anlage, den lokalen Gesetzen und Vorschriften, der verfügbaren Technologie und Ihrem Budget. Es lohnt sich daher, sich frühzeitig mit Experten zu beraten und verschiedene Optionen zu evaluieren.