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Wie funktionieren Solaranlagen?

Eine Solaranlage wandelt Sonnenenergie in Strom bzw. Wärme um. Grundlegend funktionieren alle Arten von Solaranlagen gleich. Auf dem Dach eines Hauses oder einer freien Fläche werden Solarkollektoren angebracht, welche die Sonnenenergie aufnehmen. Im Inneren der Anlage wird diese Energie in Wärme bzw. Strom umgewandelt.

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Mehr zum Thema: Wie funktioniert eine Solaranlage?

Wer im Alltag von Solaranlagen spricht, meint in der Regel Photovoltaikanlagen, jene großen Solarzellen, die Sonnenenergie in Strom umwandeln. Die Solarzellen bestehen aus zwei Halbleiterschichten. Werden diese Schichten erwärmt oder von Licht angestrahlt, werden sie elektrisch leitfähig, wobei beide Schichten unterschiedliche Ladungen produzieren, positive bzw. negative.

Durch die entgegengesetzt geladenen Teilchen entsteht ein elektrisches Feld, welches in Form von Gleichstrom abgegriffen werden kann. Da in europäischen Haushalten üblicherweise Wechselstrom verbraucht wird, wird der Gleichstrom mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Photovoltaikanlagen produzieren je nach Sonneneinstrahlung unterschiedlich viel Strom. Wird wenig Strom produziert, beispielsweise in der Nacht oder im Winter, wird Strom aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen. Wird überschüssiger Strom produziert, wird dieser ins Stromnetz eingespeist und man erhält dafür eine Vergütung.

Was gibt es für Arten von Solaranlagen?

Man unterscheidet zwischen Photovoltaik- und Solarthermieanlagen. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenenergie in elektrische Energie um, wohingegen Solarthermieanlagen Wärme aus der Sonnenenergie gewinnen. Es gibt auch sogenannte Hybridkollektoren, die sowohl Strom als auch Wärme produzieren.

Kann man Solarstrom speichern?

Solarstrom sollte in dem Augenblick verbraucht werden, in dem er produziert wird – er deckt den momentanen Haushaltstrombedarf ab. Die Mehrerzeugung (Überschuss) wird in das Stromnetz eingespeist und vergütet. Wenn wenig Strom produziert aber viel verbraucht wird, wie in den Abendstunden, bezieht man externen Strom, welcher natürlich bezahlt werden muss. Damit sind Stromkosten aufgrund von Erzeugung- und Verbrauchszeiten kaum zu vermeiden.

Moderne Photovoltaikanlagen lassen sich um einen Stromspeicher erweitern. Dieser verhält sich wie ein großer Akku und speichert nicht verbrauchten Solarstrom. Wird mehr Strom verbraucht als produziert, wird Strom aus dem Speicher verbraucht. Erst wenn dieser leer ist, wird Strom aus dem Netz bezogen.

Was bedeutet Solarthermie?

Die Kollektoren von Solarthermieanlagen bestehen aus den eigentlichen Kollektoren und einem Wärmetauscher, der eine bestimmte Wärmeträgerflüssigkeit erhitzt. Diese Flüssigkeit wird zu einem Pufferspeicher mit Wärmetauscher geleitet und erhitzt das darin enthaltene Wasser. Wird warmes Wasser benötigt, wird das erhitzte Wasser aus dem Pufferspeicher dafür verwendet.
In der warmen Zeit des Jahres reicht eine Solarheizung normalerweise aus, um den gesamten Wärmebedarf zu decken. Lediglich im Winter stoßen manche Modelle an ihre Grenzen, sodass eine Zusatzheizung für die nötige Restwärme sorgt. Die Solarheizung ist in diesen Zeiten schließlich nicht abgeschaltet, sie liefert nur nicht ausreichend viel Wärme, um den Wärmebedarf ohne Hilfe allein decken zu können. Auch in der kalten Zeit des Jahres reduziert eine Solarheizung die Heizkosten erheblich.

Siehe dazu: Solarthermie – Grundlagen und Funktionsweise

Welche Vorteile hat eine Solaranlage?

Solaranlagen bieten viele Vorteile. Der größte Vorteil ist sicherlich die Einsparung bei den Energiekosten. Selbst produzierter Strom muss nicht bezahlt werden und für die Einspeisung von überschüssigem Strom erhält man zudem noch eine Solarvergütung. Ähnlich ist es bei einer Solarheizung. In den wärmeren Monaten fallen nur selten überhaupt Heizkosten an und in den kalten Monaten reduzieren sich die Kosten im Vergleich zu vorher erheblich. Zudem gewinnt man ein großes Maß an Unabhängigkeit gegenüber den Energiekonzernen und –preisen. Lesen Sie auch unseren Artikel zum Thema Strom selbst erzeugen.

Ein weiterer großer Vorteil, welcher allerdings nicht unmittelbar zu spüren ist, ist der Klimaschutz. Wenn Strom in einem konventionellen Kraftwerk produziert wird, entstehen immer auch schädliche Stoffe wie CO2, welches für einen Großteil der globalen Erderwärmung verantwortlich ist. Derartige Stoffe fallen bei der Strom- und Wärmegewinnung durch Solaranlagen nicht an.

Nicht zu vernachlässigen ist auch die Tatsache, dass eine Solaranlage den Wert der eigenen Immobilie steigert. Ein weiterer Vorteil ist die, je nach Ausführung, mobile Variante von Photovoltaikanlagen. Typische Geräte sind z.B. kleine Solaranlagen für Wohnwagen, die die Camper autark mit Strom versorgen.

Wie hoch sind die Kosten einer Solaranlage?

Die Solaranlage Kosten variieren abhängig von dem gewünschten Modell, den Kollektoren und natürlich der Art der Anlage. Man sollte vor dem Kauf einer Photovoltaik- bzw. Solarthermieanlage eine ausführliche Beratung durch eine kompetente Fachkraft für Solartechnik, einem sogenannten Solarteur, in Anspruch nehmen. Der Solarteur kann die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Anlagen vermitteln und die Anlage auf die individuellen Bedürfnisse und Gegebenheiten zuschneiden. Bei einer Anschaffung dieser Größenordnung kann es auch nicht schaden, mehrere Angebote von verschiedenen Unternehmen einzuholen.

Die Kosten einer Photovoltaikanlage werden in „Euro pro Kilowattpeak“ angegeben. Die Preise pro Kilowattpeak (ca. 5 Solarmodule, insgesamt ca. 10 qm Fläche) sinken seit Jahren kontinuierlich. Kostete eine Photovoltaikanlage im Jahr 2006 noch etwa 5.100 Euro pro kWp, lag der Preis 2015 nur noch bei rund 1.500 Euro pro kWp.

Üblicherweise beinhalten die Preise bereits die fachmännische Montage der Anlage. Es handelt sich jeweils um Nettopreise, da Anlagenbetreiber die Möglichkeit haben, sich die 19% Mehrwertsteuer als Umsatzsteuer vom Finanzamt erstatten zu lassen. Da diese Möglichkeit in der Regel in Anspruch genommen wird, verzichtet man bei der Angabe der Solaranlagenkosten auf die Mehrwertsteuer.

Wie viel Kilowattpeak zur Deckung des eigenen Stromverbrauches nötig ist, hängt von den gewählten Kollektoren und der Lage des Hauses ab. Je nach Sonneneinstrahlung und Energieeffizienz der Anlage produziert ein und dieselbe Anlage auf unterschiedlichen Dächern unterschiedlich viel Strom. In eher schattigen Regionen ist der Stromertrag pro Kilowattpeak geringer als in einem Gebiet mit viel Sonnenschein.

Gibt es Förderprogramme für Solaranlagen?

Wer sich für eine Solarthermieanlage entscheidet, kann Fördergelder vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) oder auch der KfW beantragen. Das BAFA fördert die Investition in Solarthermieanlagen zur Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung. Eine Anlage zur Warmwasserbereitung wird mit mindestens 500 Euro gefördert, ab einer Kollektorfläche von 11 qm beträgt die Förderung 50 Euro pro Quadratmeter. Unter bestimmten Voraussetzungen sind zusätzliche Förderungen möglich.

Solarthermieanlagen zur Heizungsunterstützung werden mit mindestens 2.000 Euro gefördert. Anlagen ab 15 qm Kollektorfläche fördert das BAFA mit 140 Euro pro Quadratmeter.

Auch hier sind zusätzliche Förderungen möglich. Darüber hinaus gibt es noch weitere Fördermöglichkeiten, wenn das Heizungssystem energieoptimiert wird, die Anlage besonders Effizient ist oder beispielsweise mit einer Biomasseanlage kombiniert wird.

Die KfW bietet eine indirekte Förderung in Form besonderer Förderkredite an. Wer eine Solaranlage im Rahmen einer energetischen Sanierung anschafft oder umrüstet, kann einen Kredit mit besonders günstigen Konditionen aufnehmen. Der KfW-Förderkredit kann mit der Förderung der BAFA kombiniert werden.

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