Was ist eine PV-Anlage? Funktion, Kosten und Förderungen einfach erklärt
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Stefano Fonseca ist Ingenieur für Energie und Umwelt mit über sechs Jahren Erfahrung in der technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Er kombiniert technisches Fachwissen mit einer Leidenschaft für verständliche Kommunikation. Seit mehr als fünf Jahren schreibt er als freiberuflicher Redakteur über erneuerbare Energien und nachhaltiges Wohnen, insbesondere über Photovoltaik und Wärmepumpen.
Die Anzahl an Photovoltaikanlagen steigt stetig von Jahr zu Jahr. Auch für Hauseigentümer ist eine eigene Solaranlage interessant, doch lohnt sich das wirklich? Hier erfahren Sie alles Wissenswerte über PV-Anlagen, von der Funktion bis hin zu Kosten und Förderungen.
Was ist eine PV-Anlage?
Eine PV-Anlage ist eine Solaranlage, die Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandelt. Sie besteht aus mehreren Photovoltaikmodulen, die auf dem Dach oder einer freien Fläche montiert sind. Der erzeugte Strom kann im Haushalt genutzt, gespeichert oder ins öffentliche Netz eingespeist werden.
Aus welchen Komponenten besteht eine PV-Anlage?
Eine PV-Anlage besteht aus mehreren technischen Komponenten, die gemeinsam Sonnenlicht in nutzbaren Haushaltsstrom umwandeln. Jede dieser Komponenten erfüllt eine eigene Funktion im Gesamtsystem:
- Solarmodule: Sie bestehen aus vielen Solarzellen und wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um. Je nach Modulart variiert der Wirkungsgrad.
- Wechselrichter: Er wandelt den Gleichstrom der Module in Wechselstrom um. Dieser Wechselstrom kann im Haushalt direkt genutzt, gespeichert oder ins Stromnetz eingespeist werden.
- Montagesystem: Es sorgt für die sichere Befestigung der Module. Das System muss zur Dachform und Ausrichtung passen.
- Verkabelung: Stromführende Leitungen verbinden alle Komponenten. Sie transportieren den Gleichstrom vom Modul zum Wechselrichter und den Wechselstrom weiter in den Haushalt oder ins Netz.
- Stromzähler: Der Zweirichtungszähler misst den erzeugten Strom, den Eigenverbrauch und die Einspeisung ins Netz. So wird die Abrechnung mit dem Netzbetreiber ermöglicht.
- Stromspeicher (optional): Ein Batteriespeicher speichert überschüssigen Solarstrom für den späteren Verbrauch. Das erhöht den Eigenverbrauchsanteil und reduziert die Abhängigkeit vom Stromanbieter.
- Energiemanager oder Smart Meter (optional): Diese Geräte optimieren den Stromverbrauch im Haushalt. Sie schalten zum Beispiel Verbraucher gezielt ein, wenn genug Solarstrom zur Verfügung steht.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in nutzbaren Haushaltsstrom um. Die Solarmodule fangen das Licht ein und erzeugen daraus Gleichstrom. Ein Wechselrichter wandelt diesen Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom um. Der erzeugte Strom kann direkt im Haushalt verbraucht, in einem Speicher zwischengespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Voraussetzungen für eine PV-Anlage
Für den wirtschaftlichen und technischen Betrieb einer PV-Anlage müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein. Diese betreffen vor allem das Gebäude, den Standort und die Anbindung an das Stromnetz:
- Geeignete Dachfläche: Die Dachfläche sollte möglichst groß, verschattungsfrei und in gutem Zustand sein.
- Günstige Dachausrichtung und Neigung: Eine Südausrichtung mit 30 bis 40 Grad Neigung bringt den höchsten Solarertrag. Auch Ost-West-Ausrichtungen sind sinnvoll, wenn der Eigenverbrauch über den Tag verteilt erfolgen soll.
- Tragfähigkeit des Dachs: Das Dach muss die zusätzliche Last der PV-Anlage sicher tragen können. Besonders bei älteren Gebäuden empfiehlt sich eine statische Prüfung.
- Netzanschlussmöglichkeit: Die Anlage muss an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden können. Das ist Voraussetzung für die Einspeisung und die Anmeldung beim Netzbetreiber.
- Platz für Wechselrichter: Im Haus sollte ein trockener, gut belüfteter Raum vorhanden sein. Dort wird der Wechselrichter installiert und bei Bedarf auch ein Stromspeicher.
- Zählerplatz im Hausanschlusskasten: Für den Betrieb ist ein Zweirichtungszähler notwendig. Der vorhandene Zählerschrank muss dafür geeignet oder angepasst sein.
Was kostet eine PV-Anlage?
Die durchschnittlichen Kosten für eine PV-Anlage für ein Einfamilienhaus liegen im zwischen 10.000 und 15.000 Euro. Die spezifischen Kosten liegen bei etwa 1.200 bis 1.600 Euro pro installiertem Kilowatt Peak (kWp), abhängig von Größe, Komponenten und Anbieterwahl.
Im Folgenden finden Sie eine Übersicht der Kostenaufteilung:
Welche Förderungen gibt es für PV-Anlagen?
Für PV-Anlagen stehen Ihnen mehrere Förderungen zur Verfügung u.a. der zinsgünstige KfW-Kredit 270, der Nullsteuersatz für PV-Anlagen bis 30 kWp, die gesetzliche Einspeisevergütung nach EEG sowie regionale Förderprogramme einzelner Bundesländer oder Städte. Diese Programme senken die Investitionskosten und verbessern die Rentabilität Ihrer Anlage.
Hier ein Überblick:
Wann lohnt sich eine PV-Anlage?
Eine PV-Anlage lohnt sich, wenn der Preis unter 1.600 Euro pro installiertem Kilowatt Peak liegt und der jährliche Stromverbrauch bei mindestens 3.000 kWh liegt. In solchen Fällen erreicht die Anlage eine hohe Eigenverbrauchsquote und amortisiert sich in der Regel innerhalb von 15 bis 20 Jahren.
Besonders rentabel ist die Investition, wenn Sie zusätzlich einen hohen Eigenverbrauch haben – zum Beispiel durch eine Wärmepumpe oder ein Elektroauto. Dann lohnt sich die PV-Anlage auch bei Preisen bis 1.800 Euro pro kWp.
Je höher der Strompreis und je mehr selbst erzeugter Strom im Haushalt genutzt wird, desto schneller zahlt sich die Anlage aus. In vielen Szenarien erreichen PV-Anlagen eine Amortisation bereits nach 10 bis 15 Jahren.
Beispielrechnung
Ein Haushalt mit einem Stromverbrauch von 5.000 kWh im Jahr möchte eine 7 kWp große Photovoltaikanlage installieren. Die Kosten betragen 10.000 Euro. Im Beispiel wird ein Eigenverbrauch von 30 % angenommen. Der übrige Strom wird für eine Einspeisevergütung von 7,86 Cent pro Kilowattstunde ins Netz eingespeist.
Durch die PV-Anlage würden sich die Stromkosten von 1.750 auf 629,86 Euro reduzieren. Die Investitionskosten würden sich bereits nach 9 Jahren amortisieren. Fortan würde die jährliche Ersparnis bei 1.120,14 Euro liegen. Bei einer Lebensdauer von 25 Jahren würde sich ein Gewinn von rund 18.000 Euro ergeben.
Wie läuft die Installation ab?
Die Installation einer PV-Anlage folgt einem klaren Ablauf, der sowohl technische Voraussetzungen als auch gesetzliche Vorgaben berücksichtigt. Fachbetriebe übernehmen dabei die Planung, Montage und Anmeldung. So läuft die Installation Schritt für Schritt ab:
- Vor-Ort-Termin und Beratung: Ein Fachbetrieb prüft Ihr Dach, die Ausrichtung und den Stromverbrauch. Danach erhalten Sie ein passendes Angebot.
- Planung der Anlage: Die Anlage wird individuell geplant. Dabei werden Größe, Modultyp, Wechselrichter und Speicher (falls gewünscht) festgelegt.
- Prüfung der Dachstatik: Vor der Montage wird geprüft, ob Ihr Dach die zusätzliche Last tragen kann.
- Netzanfrage beim Netzbetreiber: Der Fachbetrieb meldet die Anlage beim Netzbetreiber an und stellt die nötigen Unterlagen zur Einspeisung bereit.
- Montage der PV-Module: Das Montageteam installiert die Unterkonstruktion und befestigt die Solarmodule auf dem Dach.
- Installation von Wechselrichter und Verkabelung: Der Wechselrichter wird im Haus installiert und die Module fachgerecht verkabelt.
- Zählerwechsel durch Netzbetreiber: Der alte Stromzähler wird gegen einen Zweirichtungszähler getauscht, der sowohl Verbrauch als auch Einspeisung misst.
- Inbetriebnahme und Anmeldung im Marktstammdatenregister: Nach dem Zählertausch nimmt der Installateur die Anlage in Betrieb. Die Anmeldung im Marktstammdatenregister erfolgt durch den Betreiber.
- Übergabe und Dokumentation: Sie erhalten alle relevanten Unterlagen, Betriebsanleitungen und die offizielle Abnahme der Anlage.
Welche Arten von Photovoltaikanlagen gibt es?
Es gibt verschiedene Arten von Photovoltaikanlagen, die sich je nach Einsatzort, Netzanschluss und Funktionsweise unterscheiden. Die gängigsten Typen sind Dachanlagen, Freiflächenanlagen, Balkonkraftwerke und Inselanlagen. Jede Variante erfüllt andere Anforderungen und eignet sich für unterschiedliche Anwendungsbereiche.
Kann ich meinen Strom vollständig selbst produzieren?
Grundsätzlich ist es möglich, den eigenen Strombedarf vollständig mit einer PV-Anlage und einem Stromspeicher zu decken. Dafür muss die Anlage sehr groß dimensioniert und der Speicher ausreichend groß sein. In der Praxis lohnt sich dieser Aufwand jedoch meist nicht, da die Investitionskosten deutlich höher sind als der wirtschaftliche Nutzen. Besonders in Regionen mit stabilem Stromnetz ist eine vollständige Autarkie in der Regel nicht wirtschaftlich.
Was passiert bei Stromausfall?
Bei einem Stromausfall schaltet sich eine normale PV-Anlage automatisch ab. Denn der Wechselrichter arbeitet und speist Strom nur ins Netz bei stabilem Netzsignal ein. Ohne dieses Signal trennt er sich vom Netz und stellt die Stromproduktion ein.
Wenn Sie auch bei Stromausfall Solarstrom nutzen möchten, brauchen Sie einen Stromspeicher mit Ersatzstromfunktion. Damit kann Ihre Anlage bestimmte Geräte im Haus weiter versorgen – auch ohne Netzanschluss.
Wie lange hält eine PV-Anlage?
Die Lebensdauer einer PV-Anlage beträgt rund 25 bis 30 Jahre. Die Solarmodule verlieren dabei langsam an Leistung, liefern aber auch nach Jahrzehnten noch zuverlässig Strom. Wechselrichter und Speicher müssen meist früher ersetzt werden – der Wechselrichter nach etwa 10 bis 15 Jahren, der Speicher je nach Typ nach 10 bis 20 Jahren.
Welche Vorteile und Nachteile hat eine PV-Anlage?
Eine PV-Anlage bietet viele Vorteile, bringt aber auch einige Nachteile mit sich. Die wichtigsten Punkte im Überblick:
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