Was ist Sonnenenergie, welche Arten gibt es und wie nutzt man sie am besten?
- Was ist Solarenergie?
- Welche Arten der Nutzung von Sonnenenergie gibt es?
- Was ist besser und billiger - Solarenergie/Solarthermie oder Photovoltaik?
- Wie erzeugt man Solarenergie mit Photovoltaik?
- Für wen eignet sich eine Photovoltaikanlage?
- Wie viel Strom kann eine Photovoltaikanlage mit Sonnenenergie erzeugen?
- Wirtschaftlichkeit: Wann amortisiert sich eine Photovoltaikanlage?
- Wie lässt sich die Amortisationszeit einer Photovoltaikanlage berechnen?
- Warum jeder Sonnenenergie nutzen kann: Eine Überblick über Balkonkraftwerke
- Was sollte man vor der Installation einer Photovoltaikanlage beachten?
- Fazit
- FAQs
Die Sonne strahlt in einer Stunde mehr Energie auf die Erde, als die gesamte Menschheit in einem Jahr verbraucht, und trotzdem deckt Sonnenenergie hierzulande erst einen Bruchteil des tatsächlichen Strombedarfs. Der Grund liegt selten am Potenzial, sondern an der Frage, wie sich diese Energie überhaupt einfangen lässt, mit Solarzellen, mit Sonnenkollektoren oder inzwischen auch mit einem kompakten Balkonkraftwerk mit Speicher, das ganz ohne Dachsanierung auskommt. Wer verstehen will, welche Technologie zum eigenen Zuhause passt, unterscheidet zunächst zwischen den verschiedenen Arten der Sonnenenergienutzung und rechnet erst danach die Wirtschaftlichkeit für den eigenen Fall durch.
Was ist Solarenergie?
Solarenergie bezeichnet die Strahlungsenergie der Sonne, die durch Kernfusion in ihrem Inneren entsteht und als Licht und Wärme zur Erde gelangt. Von der gesamten Strahlungsleistung, die die Sonne ununterbrochen aussendet, erreicht nur ein winziger Bruchteil unseren Planeten, dieser Bruchteil reicht aber aus, um den weltweiten Energiebedarf mehrfach zu decken. Anders als fossile Energieträger steht Sonnenenergie praktisch unbegrenzt zur Verfügung, entsteht ohne Verbrennung und verursacht im Betrieb selbst keine direkten Emissionen.
Technisch lässt sich Sonnenenergie auf zwei grundlegend unterschiedliche Arten nutzen, als Strahlungswärme über Sonnenkollektoren oder als Lichtenergie, die Solarzellen direkt in elektrischen Strom umwandeln. Welche Form für ein bestimmtes Vorhaben sinnvoll ist, hängt vom eigentlichen Ziel ab, Wärme und Strom lassen sich schließlich nicht beliebig ineinander umrechnen.
Welche Arten der Nutzung von Sonnenenergie gibt es?
Vier Technologien haben sich für die praktische Nutzung von Sonnenenergie durchgesetzt, wobei nur zwei davon im privaten Wohnbereich wirklich relevant sind.
Art | Funktionsweise | Einsatzgebiet |
Photovoltaik | Wandelt Sonnenlicht direkt in Strom um | Private Haushalte, Industrie, mobile Lösungen |
Solarthermie | Wandelt Sonnenlicht in Wärme um | Warmwasser, Heizungsunterstützung |
Passive Nutzung | Gebäudeausrichtung speichert Wärme ohne Technik | Bauwesen, Architektur |
Konzentrator-Systeme | Spiegel bündeln Sonnenlicht auf einen Punkt | Solarparks in sonnenreichen Regionen |
Photovoltaik: Sonnenenergie in Strom umwandeln
Photovoltaikanlagen bestehen aus Solarzellen, meist aus Silizium, die beim Auftreffen von Licht Elektronen in Bewegung versetzen und so direkt Gleichstrom erzeugen. Dieser Gleichstrom wird von einem Wechselrichter in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt, der sich dann für Haushaltsgeräte, Beleuchtung oder die Ladung eines Speichers nutzen lässt. Photovoltaik ist die mit Abstand am weitesten verbreitete Form der privaten Solarenergienutzung, da sie sich von der einzelnen Balkonanlage bis zur großen Dachanlage beliebig skalieren lässt und Strom im Alltag universeller einsetzbar ist als reine Wärme.
Solarthermie: Sonnenenergie in Wärme umwandeln
Solarthermische Anlagen nutzen dunkle, gut wärmeleitende Kollektoren, durch die eine Trägerflüssigkeit fließt und sich dabei durch die Sonneneinstrahlung erhitzt. Die aufgenommene Wärme wird anschließend über einen Wärmetauscher an einen Pufferspeicher übergeben und steht von dort für Warmwasser oder zur Unterstützung der Heizung bereit. Der Wirkungsgrad liegt mit bis zu 70 Prozent deutlich über dem von Photovoltaikmodulen, allerdings lässt sich die gewonnene Wärme nicht speichern und weiterverteilen wie Strom, Solarthermie ergänzt deshalb meist die Heizungsanlage ergänzt statt sie komplett zu ersetzen.
Weitere Anwendungen von Sonnenenergie im Haushalt
Neben Photovoltaik und Solarthermie spielt die passive Solarenergienutzung eine Rolle, bei der große Fensterflächen, eine durchdachte Gebäudeausrichtung und wärmespeichernde Baumaterialien die Sonnenwärme ganz ohne Technik ins Haus holen. Für sehr sonnenreiche Regionen kommen zudem Konzentrator-Systeme zum Einsatz, bei denen Spiegel das Sonnenlicht auf einen Punkt bündeln und darüber Strom erzeugen, diese Technik lohnt sich aber nur für große Solarparks und ist für Privathaushalte nicht relevant. Im Alltag treten Sonnenkollektoren außerdem als kleine Insellösungen auf, etwa zur Poolheizung oder als tragbare Solarpanels beim Camping, wo eine vollwertige Photovoltaikanlage schlicht überdimensioniert wäre.
Was ist besser und billiger - Solarenergie/Solarthermie oder Photovoltaik?
Wer vor der Entscheidung zwischen Solarthermie und Photovoltaik steht, vergleicht meist zwei Dinge, die sich nur bedingt gegeneinander aufrechnen lassen, denn Wärme und Strom haben unterschiedliche Kostenstrukturen und Einsatzzwecke.
Wie funktioniert Solarthermie und wann lohnt sie sich?
Solarthermie lohnt sich vor allem dort, wo ohnehin eine Heizungssanierung ansteht, denn dann lassen sich die Kollektoren direkt in das neue System integrieren lassen. Bei einem Wirkungsgrad von bis zu 70 Prozent deckt eine gut dimensionierte Anlage in den Sommermonaten den kompletten Warmwasserbedarf eines Haushalts und übernimmt im Winter einen Teil der Heizlast. Wirtschaftlich attraktiv wird Solarthermie vor allem in Kombination mit einer Öl- oder Gasheizung, deren Brennstoffkosten sie unmittelbar senkt, für Haushalte mit Wärmepumpe fällt der Effekt dagegen geringer aus, da diese ohnehin schon effizient heizt.
Wie funktioniert Photovoltaik und welche Vorteile bietet sie?
Photovoltaik punktet vor allem mit ihrer Vielseitigkeit, denn erzeugter Strom lässt sich für praktisch jedes Gerät im Haushalt nutzen, von der Kaffeemaschine über die Wärmepumpe bis zum E-Auto. Anders als bei der Solarthermie lässt sich überschüssiger Solarstrom zudem in einem Batteriespeicher zwischenlagern oder gegen eine Einspeisevergütung ins öffentliche Netz abgeben. Die Modulpreise sind in den vergangenen zehn Jahren stark gesunken, gleichzeitig gilt seit 2023 der Nullsteuersatz nach §12 UStG für die Anschaffung, was Photovoltaik gegenüber Solarthermie zusätzlich attraktiver gemacht hat.
Kosten und Nutzen von Solarthermie und Photovoltaik im Vergleich
Ein direkter Vergleich zeigt, wie unterschiedlich beide Technologien in Anschaffung, Ertrag und Einsatzbereich aufgestellt sind:
Kriterium | Solarthermie | Photovoltaik |
Energieform | Wärme | Strom |
Wirkungsgrad | bis 70 % | 15-22 % |
Typische Kosten (Einfamilienhaus) | 5.000-10.000 € | 10.000-16.000 € (8-10 kWp) |
Speicherbarkeit | begrenzt, nur als Wärme | gut, als Strom im Batteriespeicher |
Einsatzbereich | Warmwasser, Heizungsunterstützung | Haushaltsstrom, E-Auto, Wärmepumpe |
Diese Werte sind grobe Richtwerte ohne Preisgarantie, die je nach Anbieter, Region und Anlagengröße spürbar abweichen können.
Welche Lösung eignet sich für welchen Haushalt?
Für Haushalte mit alter Öl- oder Gasheizung und stabilem Warmwasserbedarf bietet Solarthermie oft den schnelleren finanziellen Effekt, sie senkt unmittelbar die Brennstoffkosten. Haushalte, die ohnehin auf eine Wärmepumpe umstellen oder ein E-Auto laden wollen, fahren mit Photovoltaik deutlich besser, der selbst erzeugte Strom lässt sich flexibel auf verschiedene Verbraucher verteilen. In der Praxis schließen sich beide Technologien nicht aus, kombiniert lässt sich sogar der jeweils beste Teil nutzen, allerdings steigt dabei auch der Platzbedarf auf dem Dach entsprechend an.
Wie erzeugt man Solarenergie mit Photovoltaik?
Der Weg vom Sonnenlicht zum nutzbaren Haushaltsstrom läuft über mehrere technische Schritte, die ineinandergreifen.
Wie wandeln Solarmodule Sonnenlicht in Strom um?
Solarmodule bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, in der Regel aus dotiertem Silizium, das beim Auftreffen von Photonen Elektronen aus ihrer Bindung löst. Diese freigesetzten Elektronen wandern innerhalb der Zelle in eine bestimmte Richtung und erzeugen dadurch eine elektrische Spannung, diesen Vorgang nennt man den photoelektrischen Effekt. Mehrere Solarzellen werden in einem Modul elektrisch in Reihe geschaltet, um eine nutzbare Gesamtspannung zu erreichen, mehrere Module wiederum bilden zusammen den sogenannten Solargenerator einer Anlage.
Welche Aufgabe hat der Wechselrichter in einer Photovoltaikanlage?
Der von den Solarmodulen erzeugte Strom ist zunächst Gleichstrom, mit dem sich kein handelsübliches Haushaltsgerät betreiben lässt. Der Wechselrichter übernimmt die Aufgabe, diesen Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom mit 230 Volt und 50 Hertz umzuwandeln, außerdem überwacht er die Anlage kontinuierlich auf Spannung, Stromstärke und mögliche Störungen. Bei einer Netzstörung schaltet der Wechselrichter automatisch ab, ein Sicherheitsmechanismus, der verhindert, dass die Anlage bei einem Stromausfall weiterhin Strom ins vermeintlich spannungsfreie Netz einspeist.
Wie wird der erzeugte Solarstrom im Haushalt genutzt?
Sobald der Wechselstrom bereitsteht, fließt er zunächst in das hausinterne Stromnetz und versorgt direkt alle gerade laufenden Verbraucher, vom Kühlschrank über die Beleuchtung bis zur Waschmaschine. Diese direkte Nutzung wird als Eigenverbrauch bezeichnet und ist wirtschaftlich am attraktivsten, weil jede selbst verbrauchte Kilowattstunde den teuren Netzbezug ersetzt. Reicht der erzeugte Strom für den aktuellen Bedarf nicht aus, etwa an einem bewölkten Tag, bezieht der Haushalt automatisch und unbemerkt zusätzlichen Strom aus dem öffentlichen Netz.
Was passiert mit überschüssigem Solarstrom?
Wird mehr Strom erzeugt, als der Haushalt im Moment verbraucht, was besonders an sonnigen Mittagen häufig vorkommt, bleiben im Kern zwei Möglichkeiten. Ohne Speicher fließt der Überschuss ins öffentliche Netz und wird über die Einspeisevergütung entlohnt, die aktuell bei rund 7,7 Cent pro Kilowattstunde liegt und damit deutlich unter dem Preis für Netzstrom. Mit einem Batteriespeicher lässt sich dieser Überschuss stattdessen zwischenspeichern und am Abend selbst nutzen, was den Eigenverbrauchsanteil erheblich steigert und sich bei aktuellen Strompreisen fast immer stärker auszahlt als die reine Einspeisung.
Wie kann man Sonnenenergie speichern?
Die Stromspeicherung ist das zentrale Element einer wirklich unabhängigen Energieversorgung, denn Solarmodule erzeugen den meisten Strom ausgerechnet dann, wenn viele Haushalte kaum zu Hause sind, nämlich mittags. Moderne Batteriespeicher arbeiten heute fast durchgängig mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LiFePO4), die sich durch eine hohe Zyklenfestigkeit, gute Sicherheitseigenschaften und eine lange Lebensdauer von oft 10.000 Ladezyklen oder mehr auszeichnen. Ein gut dimensionierter Speicher hebt den Eigenverbrauchsanteil eines typischen Haushalts von rund 30 Prozent ohne Speicher auf 60 bis 80 Prozent, abhängig von Speichergröße und Verbrauchsprofil.
Für wen eignet sich eine Photovoltaikanlage?
Nicht jeder Haushalt profitiert von einer Photovoltaikanlage im gleichen Maß, einige Voraussetzungen entscheiden spürbar über die Wirtschaftlichkeit.
Für Haushalte mit einem hohen Stromverbrauch
Je höher der jährliche Stromverbrauch, desto größer der Anteil des Solarstroms, der sich direkt selbst nutzen lässt, ohne dass ein Überschuss zur vergleichsweise geringen Einspeisevergütung ins Netz fließt. Ein Haushalt mit 6.000 kWh Jahresverbrauch profitiert von einer Photovoltaikanlage spürbar stärker als ein Ein-Personen-Haushalt mit 1.500 kWh, einfach weil mehr vom erzeugten Strom sofort gebraucht wird. Wer zusätzlich eine Wärmepumpe, ein E-Auto oder einen beheizten Pool betreibt, verschiebt die Wirtschaftlichkeit noch weiter zugunsten einer eigenen Anlage.
Für Haushalte mit Strombedarf am Tag und in der Nacht
Fällt der Stromverbrauch überwiegend in die Abend- und Nachtstunden, etwa weil beide Erwachsenen tagsüber arbeiten, deckt eine Photovoltaikanlage ohne Speicher nur einen kleinen Teil des tatsächlichen Bedarfs ab. In diesem Fall entscheidet ein Batteriespeicher maßgeblich über die Wirtschaftlichkeit, weil er den mittags erzeugten Überschuss für den Abend zurückhält. Haushalte mit einem gleichmäßigeren Tagesverlauf, etwa durch Homeoffice oder Schichtarbeit, erreichen dagegen auch ohne Speicher schon einen ordentlichen Eigenverbrauchsanteil.
Für Haushalte mit geeigneter Dachfläche oder Installationsfläche
Eine unverschattete, nach Süden bis Südwesten ausgerichtete Dachfläche mit ausreichender Tragfähigkeit bleibt der Idealfall für eine klassische Aufdachanlage. Fehlt diese Fläche, etwa bei einem stark verschatteten oder denkmalgeschützten Dach, bieten sich Alternativen wie ein Garagendach, ein Carport oder im kleineren Maßstab ein Balkon an. Selbst eine reine Süd- oder Westfassade lässt sich mit speziellen Fassadenmodulen nutzen, auch wenn der Ertrag dort spürbar geringer ausfällt als auf dem Dach.
Für Haushalte, die ihre Abhängigkeit vom Stromnetz reduzieren möchten
Wer unabhängiger von steigenden Strompreisen und dem öffentlichen Netz werden möchte, findet in Photovoltaik in Kombination mit einem Speicher den direktesten Weg dorthin. Ein gut dimensioniertes System deckt an sonnigen Tagen häufig den kompletten Tagesbedarf und einen Großteil des Abendverbrauchs, wodurch der Netzbezug spürbar sinkt, ohne den Wohnkomfort einzuschränken. Vollständige Autarkie erreichen aber nur die wenigsten Haushalte, an sonnenarmen Wintertagen bleibt der Bezug aus dem öffentlichen Netz auch mit großem Speicher meist unumgänglich.
Können auch Mieter Sonnenenergie nutzen?
Ja, seit dem Solarpaket I ist die Installation eines Balkonkraftwerks auch für Mieterinnen und Mieter deutlich unkomplizierter geworden, in vielen Fällen besteht mittlerweile sogar ein gesetzlicher Anspruch gegenüber dem Vermieter. Ein Balkonkraftwerk lässt sich am Balkongeländer, auf der Terrasse oder an einer geeigneten Fassade montieren und über eine normale Steckdose anschließen. Für eine klassische Dachanlage bleibt dagegen weiterhin die Zustimmung des Vermieters oder der Eigentümergemeinschaft erforderlich, da hier baulich in das Gebäude eingegriffen wird.
Wie viel Strom kann eine Photovoltaikanlage mit Sonnenenergie erzeugen?
Wie viel Strom am Ende tatsächlich aus der Anlage kommt, hängt von der installierten Leistung und mehreren äußeren Faktoren ab.
Wie viel Strom erzeugt ein Solarmodul am Tag?
Ein Solarmodul mit 400 Watt Nennleistung erzeugt bei optimaler Ausrichtung und rund 5 Sonnenstunden am Tag etwa 2 Kilowattstunden Strom, an einem trüben Wintertag kann dieser Wert auf einen Bruchteil davon absinken. Diese 2 Kilowattstunden reichen rechnerisch aus, um einen modernen Kühlschrank rund zwei Tage lang zu betreiben oder ein E-Bike mehrfach vollständig aufzuladen. Über das ganze Jahr gemittelt kommt ein einzelnes 400-Watt-Modul in Deutschland auf etwa 350 bis 400 Kilowattstunden.
Wie lässt sich der Jahresertrag einer Photovoltaikanlage berechnen?
Für eine grobe Schätzung des Jahresertrags multipliziert man die installierte Anlagenleistung in kWp mit dem sogenannten spezifischen Ertrag, der in Deutschland im Schnitt bei 900 bis 1.100 Kilowattstunden pro kWp liegt. Eine Anlage mit 8 kWp kommt damit auf einen Jahresertrag von etwa 7.200 bis 8.800 Kilowattstunden, vorausgesetzt Ausrichtung und Verschattung sind einigermaßen günstig. Für eine belastbarere Zahl liefern Solarkataster einzelner Kommunen sowie professionelle Ertragsgutachten deutlich genauere Werte, die die tatsächliche Dachgeometrie mit einbeziehen.
Welche Faktoren beeinflussen den Solarstromertrag?
Ausrichtung und Neigung der Module bestimmen maßgeblich, wie viel Sonnenlicht überhaupt ankommt, eine Südausrichtung mit 30 bis 35 Grad Neigung gilt nach wie vor als Optimum für den Jahresertrag. Verschattung durch Bäume, Schornsteine oder Nachbargebäude wirkt sich überproportional stark aus, ein teilweise verschattetes Modul kann bereits die Leistung des ganzen Strangs beeinträchtigen. Auch die Modultemperatur spielt eine Rolle, Solarzellen verlieren bei großer Hitze etwas an Wirkungsgrad, eine gute Hinterlüftung der Module verbessert den Ertrag dementsprechend messbar.
Wie unterscheidet sich die Solarstromproduktion in Deutschland nach Jahreszeit?
Zwischen Mai und August liefert eine Photovoltaikanlage in Deutschland den mit Abstand größten Teil ihres Jahresertrags, an einzelnen sonnigen Junitagen kann eine 8-kWp-Anlage über 50 Kilowattstunden am Tag erzeugen. Im Winter dagegen sinkt die Erzeugung drastisch, kürzere Tage, ein flacherer Sonnenstand und häufigere Bewölkung sorgen dafür, dass ein Dezembertag oft nur einen Bruchteil des Junierwertes bringt. Über das gesamte Jahr betrachtet entfallen auf die vier Sommermonate häufig mehr als die Hälfte des gesamten Jahresertrags, ein Umstand, den vor allem Haushalte mit hohem Winterstrombedarf, etwa durch eine Wärmepumpe, in der Anlagenplanung berücksichtigen sollten.
Wirtschaftlichkeit: Wann amortisiert sich eine Photovoltaikanlage?
Ob und wann sich eine Photovoltaikanlage finanziell auszahlt, hängt von Anschaffungskosten, Eigenverbrauch und der erzielten Einspeisevergütung gemeinsam ab.
Welche Kosten entstehen bei einer Photovoltaikanlage?
Eine komplette Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus mit 8 bis 10 kWp kostet inklusive Montage üblicherweise zwischen 10.000 und 16.000 Euro, ein zusätzlicher Batteriespeicher schlägt je nach Kapazität mit weiteren 5.000 bis 8.000 Euro zu Buche. Seit 2023 entfällt für die Anschaffung und Installation privater Photovoltaikanlagen die Mehrwertsteuer nach §12 UStG, was die Investitionssumme spürbar senkt. Diese Werte sind grobe Richtwerte ohne Preisgarantie, die tatsächlichen Kosten hängen von Anbieter, Region, Dachform und gewählter Anlagengröße ab und sollten über mehrere Angebote verglichen werden.
Wie viel Stromkosten lassen sich durch Eigenverbrauch sparen?
Jede selbst verbrauchte Kilowattstunde Solarstrom spart den vollen Netzstrompreis, der aktuell bei rund 35 bis 40 Cent pro Kilowattstunde liegt, während die Erzeugungskosten der eigenen Anlage meist deutlich unter 10 Cent pro Kilowattstunde bleiben. Ein Haushalt mit 4.000 kWh Jahresverbrauch und einem Eigenverbrauchsanteil von 40 Prozent spart dadurch bereits über 550 Euro im Jahr, mit einem Speicher und einem höheren Eigenverbrauchsanteil von 70 Prozent steigt die Ersparnis auf fast 1.000 Euro. Der Eigenverbrauch ist damit der wirtschaftlich stärkste Hebel einer Photovoltaikanlage, deutlich vor der Einspeisevergütung.
Welche Rolle spielt die Einspeisevergütung?
Für Solarstrom, der nicht selbst verbraucht wird, zahlt der Netzbetreiber eine gesetzlich festgelegte Einspeisevergütung, die für Anlagen bis 10 kWp aktuell bei rund 7,7 Cent pro Kilowattstunde für Überschusseinspeisung liegt. Dieser Satz gilt für 20 Jahre ab Inbetriebnahme, sinkt für neu installierte Anlagen aber alle sechs Monate leicht weiter, weshalb der Zeitpunkt der Inbetriebnahme einen gewissen Unterschied macht. Verglichen mit dem Wert des Eigenverbrauchs ist die Einspeisevergütung inzwischen so gering, dass sie eher als kleiner Bonus für unvermeidbaren Überschuss zu verstehen ist, nicht als tragende Säule der Wirtschaftlichkeit.
Wie beeinflusst ein Stromspeicher die Wirtschaftlichkeit?
Ein Speicher erhöht den Eigenverbrauchsanteil erheblich und damit auch die jährliche Ersparnis, verlängert durch die zusätzlichen Anschaffungskosten aber zunächst die Amortisationszeit der Gesamtanlage. Ob sich der Speicher am Ende auszahlt, hängt stark vom Verhältnis aus Speicherkosten pro Kilowattstunde Kapazität und der Differenz zwischen Netzstrompreis und Einspeisevergütung ab, je größer diese Differenz, desto eher rechnet sich der Speicher. Bei aktuellen Preisen amortisiert sich ein gut dimensionierter Speicher für die meisten Haushalte innerhalb von 8 bis 12 Jahren, oft sogar noch innerhalb der Garantiezeit des Speichers.
Wie lässt sich die Amortisationszeit einer Photovoltaikanlage berechnen?
Die einfachste Formel teilt die gesamten Investitionskosten durch die jährliche Ersparnis aus Eigenverbrauch und Einspeisevergütung zusammen. Bei einer 10.000-Euro-Anlage mit 5-kWh-Speicher, die zusammen mit den Einspeiseerlösen auf jährlich rund 900 Euro kommt, ergibt sich eine Amortisationszeit von etwas über elf Jahren. Da Photovoltaikmodule heute Leistungsgarantien von 25 Jahren oder mehr mitbringen, bleibt nach der Amortisation noch mehr als ein Jahrzehnt, in dem die Anlage praktisch kostenlosen Strom liefert.
Warum jeder Sonnenenergie nutzen kann: Eine Überblick über Balkonkraftwerke
Für große Dachanlagen oder Solarparks braucht es umfangreiche Planung, ein Balkonkraftwerk kommt dagegen mit deutlich weniger Aufwand aus.
Was ist ein Balkonkraftwerk?
Ein Balkonkraftwerk, auch Steckersolargerät genannt, besteht aus ein bis vier Solarmodulen und einem kleinen Wechselrichter, der über eine gewöhnliche Steckdose mit dem Hausnetz verbunden wird. Seit dem Solarpaket I dürfen die Module zusammen bis zu 2.000 Watt Leistung erreichen, während der Wechselrichter selbst weiterhin auf maximal 800 Watt Einspeiseleistung begrenzt ist. Die Anmeldung beschränkt sich für die meisten Anlagen auf eine einfache Registrierung im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur, eine separate Anmeldung beim Netzbetreiber ist seit der Vereinfachung nicht mehr nötig.
Wie nutzt ein Balkonkraftwerk Sonnenenergie?
Die Module wandeln Sonnenlicht wie bei jeder Photovoltaikanlage in Gleichstrom um, der Mikro-Wechselrichter formt daraus Wechselstrom und speist ihn direkt ins Hausnetz ein. Läuft in diesem Moment ein Gerät im Haushalt, wie der Kühlschrank oder der Router, wird dessen Strombedarf bevorzugt aus dem Balkonkraftwerk gedeckt, bevor überhaupt Netzstrom bezogen wird. Ohne eigenen Speicher geht nicht selbst genutzter Solarstrom faktisch verloren, da Balkonkraftwerke in der Regel nicht für eine vergütete Einspeisung angemeldet werden.
Für wen eignet sich ein Balkonkraftwerk?
Balkonkraftwerke eignen sich besonders für Mieterinnen und Mieter sowie Wohnungseigentümer ohne eigenes Dach, die trotzdem einen Teil ihres Stroms selbst erzeugen möchten. Auch für Eigenheimbesitzer, die eine größere Investition erst testen oder eine ungenutzte Fläche wie den Carport sinnvoll nutzen wollen, ist ein Balkonkraftwerk ein niedrigschwelliger Einstieg. Wer dagegen einen sehr hohen Stromverbrauch hat, etwa durch eine Wärmepumpe oder ein E-Auto, kommt mit den maximal 800 Watt Einspeiseleistung eines Balkonkraftwerks allein nicht weit und sollte eher eine größere Anlage in Betracht ziehen.
Welche Vorteile bietet ein Balkonkraftwerk mit Speicher?
Ein Speicher fängt genau den Solarstrom auf, der sonst tagsüber ungenutzt bliebe, wenn zu diesem Zeitpunkt niemand zu Hause ist, und gibt ihn abends wieder ab, wenn der Verbrauch im Haushalt typischerweise am höchsten ist. Dadurch steigt der Eigenverbrauchsanteil bei einem Balkonkraftwerk mit Speicher spürbar, oft auf 60 Prozent oder mehr, gegenüber häufig nur 30 bis 40 Prozent ohne Speicher. Gerade bei kleinen Flächen wie einem Balkon oder einer Garage macht ein Speicher oft den Unterschied zwischen einer netten Ergänzung und einer wirklich spürbaren Stromkostensenkung aus.
Die effizienteste Nutzung von Sonnenenergie im kleinen Rahmen: EcoFlow STREAM
Mit dem STREAM 5000 und dem STREAM AC 5000 bietet EcoFlow zwei Lösungen an, die Stromproduktion, Speicherung und Steuerung in einem System vereinen.
Der STREAM 5000 kombiniert einen integrierten Wechselrichter mit einer Grundkapazität von 5,024 kWh, erweiterbar bis 90 kWh, und eignet sich für Haushalte, die noch keine eigene Solaranlage besitzen.
Der STREAM AC 5000 übernimmt dieselbe Speicherfunktion für Haushalte, die bereits über eine Solaranlage mit eigenem Wechselrichter verfügen. Über die EcoFlow App lässt sich der Stromfluss in Echtzeit überwachen, sodass jederzeit nachvollziehbar bleibt, wie viel Solarstrom gerade erzeugt, gespeichert oder verbraucht wird.
Was sollte man vor der Installation einer Photovoltaikanlage beachten?
Vor der eigentlichen Installation lohnt sich eine gründliche Planung, denn nachträgliche Korrekturen sind bei einer Photovoltaikanlage aufwendig und teuer.
Dachfläche und Tragfähigkeit prüfen
Die verfügbare Dachfläche bestimmt maßgeblich, wie groß die Anlage überhaupt ausfallen kann, üblicherweise wird mit 5 bis 6 Quadratmetern pro installiertem kWp gerechnet. Vor der Montage sollte außerdem die Tragfähigkeit des Daches geprüft werden, denn zum Gewicht der Module selbst kommen Unterkonstruktion, Kabel und bei Schneelast zusätzliches Gewicht hinzu. Bei älteren Dachstühlen oder ungewöhnlichen Dachkonstruktionen empfiehlt sich eine statische Prüfung durch eine Fachfirma, bevor die endgültige Anlagengröße festgelegt wird.
Ausrichtung, Neigung und Verschattung berücksichtigen
Eine Südausrichtung mit 30 bis 35 Grad Neigung bleibt der Referenzwert für den höchsten Jahresertrag, Ost-West-Anlagen liefern zwar insgesamt etwas weniger, dafür aber eine gleichmäßigere Stromproduktion über den Tag. Verschattung durch Bäume, Schornsteine, Gauben oder Nachbargebäude sollte möglichst schon in der Planungsphase über eine Verschattungsanalyse geprüft werden, weil sich ihr Einfluss über die Jahreszeiten hinweg deutlich verändert. Moderne Wechselrichter mit Leistungsoptimierern können die Auswirkungen einzelner verschatteter Module zwar abmildern, eine von vornherein gut geplante, unverschattete Fläche bleibt aber immer die wirtschaftlichere Lösung.
Wechselrichter und elektrische Voraussetzungen prüfen
Die Leistung des Wechselrichters sollte zur geplanten Modulleistung passen, ein zu klein dimensionierter Wechselrichter kappt bei voller Sonneneinstrahlung unnötig Ertrag, ein zu groß dimensionierter treibt die Kosten ohne echten Zusatznutzen in die Höhe. Vor der Installation lohnt sich außerdem ein Blick auf den vorhandenen Zählerschrank, denn für viele Photovoltaikanlagen ist inzwischen ein digitaler Zweirichtungszähler und teils ein intelligentes Messsystem vorgeschrieben. Wer zusätzlich einen Batteriespeicher plant, sollte klären, ob dieser AC- oder DC-gekoppelt angeschlossen werden soll, da dies die Wahl des passenden Wechselrichters beeinflusst.
Installation, Netzanschluss und geltende Vorgaben beachten
Größere Photovoltaikanlagen müssen beim zuständigen Netzbetreiber angemeldet und im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur registriert werden, bevor sie ans Netz gehen dürfen. Bei Anlagen oberhalb bestimmter Leistungsgrenzen greift außerdem §14a EnWG, wonach der Netzbetreiber die Anlage im Fall einer drohenden Netzüberlastung vorübergehend drosseln darf, im Gegenzug sinken dafür die Netzentgelte. Wer zur Miete wohnt oder in einer Eigentümergemeinschaft lebt, sollte vor der Installation zusätzlich die Zustimmung des Vermieters beziehungsweise der Gemeinschaft einholen, auch wenn diese Hürde durch das Solarpaket I inzwischen deutlich niedriger liegt als früher.
Fazit
Sonnenenergie lässt sich heute so vielseitig nutzen wie nie zuvor, von der großen Dachanlage mit Speicher bis zum einfachen Balkonkraftwerk für die Mietwohnung. Wer verstanden hat, wie Photovoltaik technisch funktioniert und wann sich die Investition wirklich rechnet, verliert schnell die Scheu vor der vermeintlich komplizierten Materie. Am Ende zählt weniger, welche Anlagengröße theoretisch möglich wäre, sondern wie gut sie zum eigenen Verbrauch, zur verfügbaren Fläche und zum verfügbaren Budget passt.
FAQs
Was sind die Nachteile von Sonnenenergie?
Die größte Einschränkung von Sonnenenergie bleibt ihre Wetterabhängigkeit, bei starker Bewölkung oder im Winter sinkt die Leistung spürbar. Ohne Speicher lässt sich zudem oft nur ein Teil des erzeugten Stroms direkt selbst nutzen, der Rest fließt zum vergleichsweise geringen Vergütungssatz ins Netz. Mit einer durchdachten Anlagengröße und einem passend dimensionierten Speicher lassen sich beide Nachteile in der Praxis aber deutlich abfedern.
Wie viel Prozent der Sonnenenergie erreicht die Erde?
Von der gesamten Strahlungsleistung der Sonne erreichen nur etwa 47 Prozent die Erdoberfläche, der Rest wird von der Atmosphäre reflektiert oder absorbiert. Trotzdem reicht diese Menge theoretisch aus, um den weltweiten Energiebedarf um ein Vielfaches zu decken.
Wie viel Strom erzeugt ein Solarmodul am Tag?
Ein 400-Watt-Modul kommt bei rund 5 Sonnenstunden auf etwa 2 Kilowattstunden pro Tag, an einem trüben Wintertag kann der Wert deutlich niedriger ausfallen. Damit lässt sich beispielsweise ein Kühlschrank rund zwei Tage lang betreiben. Mit einem EcoFlow Heimspeicher lässt sich ein Teil dieses Solarstroms zwischenspeichern und später nutzen, wenn das Solarmodul gerade keinen Strom erzeugt. Dadurch kann der erzeugte Solarstrom auch abends oder nachts für den Haushalt genutzt werden.
Was sind die Nachteile von Photovoltaikanlagen? Gibt es überhaupt welche?
Neben der Wetterabhängigkeit bleibt vor allem der Planungs- und Installationsaufwand bei größeren Dachanlagen ein Thema, hier ist in aller Regel eine Fachfirma gefragt. Auch die Anschaffungskosten schrecken manche zunächst ab, dabei amortisieren sich gut dimensionierte Anlagen heute oft schon innerhalb von zehn bis zwölf Jahren, bei einer Nutzungsdauer von 25 Jahren und mehr bleibt danach ein langer Zeitraum praktisch kostenlosen Stroms.
Wann hat die Sonne in Deutschland am meisten Kraft?
Die höchste Strahlungsintensität gibt es in Deutschland zwischen Mai und August, vor allem in den Mittagsstunden zwischen 11 und 15 Uhr. In dieser Zeit produzieren Solaranlagen den mit Abstand meisten Strom, ein Batteriespeicher hilft dabei, einen Teil davon auch für den Abend zurückzuhalten.