Eine Photovoltaikanlage besteht in den meisten Fällen aus den Komponenten:

• Solarmodule,
• einem Wechselrichter für den von den Modulen produzierten Strom,
• Strom-Zählern,
• der Verkabelung und
• einem Montagesystem als tragende Unterkonstruktion zur Befestigung der Solarmodule auf dem Dach.

Hinzu kommt heute immer mehr ein Stromspeicher, der die tagsüber produzierte Energie wie ein Akku speichert.  So kann die Eigenverbrauchsquote der PV-Anlage gesteigert werden – es werden Stromkosten vermieden. Allerdings sind die Stromspeicher noch recht teuer.

Das Funktionsprinzip einer Photovoltaikanlage ist einfach: Das Sonnenlicht fällt auf die einzelnen Solarzellen und erzeugt darüber Gleichstrom. An der Außenhülle der Erdatmosphäre ist die Leistung senkrecht einfallender Sonnenstrahlen im Mittel 1.367 Watt pro Quadratmeter W/m². Die Stromerzeugung einer Solaranlage liegt deshalb immer unterhalb dieses Wertes. Die Solarzellen sind zu mehreren in den Solarmodulen verbaut und elektrisch miteinander verschaltet. Die Solarmodule werden ebenfalls gemeinsam verschaltet, so dass ein sogenannter Solargenerator geschaltet ist. Dieser erzeugt Gleichstrom, der dann mit dem Wechselrichter zu Wechselstrom (das der übliche Strom im Haus ist) umgewandelt. Dieser so umgewandelte Strom kann selbst verbraucht oder ins Stromnetz eingespeist werden.

Als Faustformel für die Dimensionierung einer PV-Anlage in einem Einfamilienhaus kann man sagen:  pro 1.000 Kilowattstunden realem Stromverbrauch sollte mindestens ein Kilowatt peak (kWp) Leistung der PV-Anlage kalkuliert werde. Die Messgröße kWpeak beschreibt die maximale Leistung, Spitzenleistung, die die PV-Anlage leisten kann. Der etwaige Stromspeicher kann mit mindestens 1. Kilowattstunde Speicherkapazität pro Kilowatt peak der Photovoltaikanlage ausgelegt werden. Als Beispiel: Hat ein Haushalt 5.000 kWh Stromverbrauch im Jahr, so sollte die Anlage ungefähr eine Leistung von mindestens fünf Kilowatt peak (kWp) aufweisen und der mögliche Speicher mindestens 5 Kilowattstunden Kapazität haben. Dies sind jedoch nur erste Abschätzungen, für die genaue Auslegung sind noch andere Parameter entscheidend: Himmelsrichtung der Dachflächen, Dachneigung, Gesamtfläche des Daches, mögliche Verschattungen, ist die Dachfläche gleichmäßig usw.

Wir erleben stetig steigende Strompreise und gleichzeitig sinken die Kosten für Photovoltaikanlagen. So ergibt sich eine attraktive Gelegenheit Stromkosten zu sparen und die Umwelt zu schützen. Die Vorteile als Hausbesitzer sind unübersehbar und die Produktion von eigenem Strom ist wirtschaftlich.

Aktuell kostet die Kilowattstunde (kWh) Strom in Deutschland etwa 30 Cent. Strom aus einer Hausdachphotovoltaikanlage kann bereits für 8-12 Cent pro kWh erzeugt werden. Das bedeutet, Du sparst mit jeder verbrauchten Kilowattstunde 18-22 Cent. Und Du machst Dich unabhängiger von steigenden Strompreisen.

Kombiniere Deine PV-Anlage mit einem Stromspeicher, so kannst Du die Ersparnis noch deutlich erhöhen. Mit dem Stromspeicher nutzt Du Deinen selbst erzeugten Strom dann auch, wenn die Sonne mal nicht scheint, und reduzierst auf diese Weise die Kosten für den aus dem Netz bezogene Strom.

Es ist schön, wenn man als Selbstversorger mit Photovoltaik Stromkosten sparen kann. Jedoch hat man eine nennenswerte Investitionssumme aufzubringen und die Förderungen sind überschaubar. Im Gegensatz zu der Nutzung eines Brennstoffzellenheizgerätes. Bedingt durch die Witterung und die Jahreszeiten ist die Ausnutzung der natürlichen Energiequelle Sonne über das Jahr schwankend. Auch das ist bei einem Brennstoffzellenheizgerät besser, nämlich konstant.

So ist die jährliche Energieproduktion nicht verlässlich. Des Weiteren verlieren die Module im Laufe der Jahre Leistung. Die meisten Hersteller garantieren 90 Prozent Leistung auf 10 Jahre und 80 Prozent auf 20 Jahre.

Empfehlenswert ist auch eine Wartung, bzw. jährliche Überprüfung oder Durchsicht der PV-Anlage. Dazu kann auch bei stärkerer Verschmutzung der Module die Reinigung gehören. Verschmutzte Photovoltaikmodule können nicht ihre Maximalleistung erzeugen. Die Wartungsarbeiten sollten alle 1-2 Jahre erfolgen, dabei geht es um die Funktionsprüfung auch die Überprüfung aller elektrischen Verbindungsleitungen und auch die Prüfung der Montagekonstruktion. 

Zu beachten ist: Je größer die Zahl und die Leistung der neu zugebauten PV-Anlagen ist, umso stärker sinkt die Einspeisevergütung. Bestehende Anlagen sind von etwaigen Anpassungen der Vergütungssätze nicht betroffen. Entscheidend für die Höhe der Einspeisevergütung ist der Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anlage.

Du bist beim Ertrag Deiner PV-Anlage auch von mehreren Faktoren abhängig: die optimale Ausrichtung und dem Neigungswinkel der Module zur Sonne, die regionale Sonnenscheindauer, sprich dem Standort der Anlage. Als Beispiel sei erwähnt, dass im Süden Deutschlands der Stromertrag deutlich höher ausfällt als z.B. im Norden. Du kannst jährlich mit einer Produktion von ca. 800 kWh bis 1000 kWh je KWpeak (kWp) installierte Photovoltaik-Leistung rechnen.

Solarthermie und Photovoltaik (PV) nutzen beide die Kraft der Sonne und sind mittlerweile bei Ein- und Zweifamilienhäusern weit verbreitet. Beide Anlagentypen wandeln die Sonnenstrahlung in Energie um und nutzen keine fossilen Ressourcen. Die Solarthermieanlage erzeugt Wärmeenergie, die Photovoltaikanlage hingegen erzeugt Strom.

In den Solarkollektoren einer Solarthermieanlage zirkuliert in einem hydraulischen Kreislauf eine Solarflüssigkeit. Das ist ein Gemisch aus Frostschutzmittel und Wasser. Über die Kollektoren wird diese Flüssigkeit durch die Sonne aufgeheizt. Über den Kreislauf wird die Solarflüssigkeit zu einem Wärmespeicher gepumpt und gibt in dem Speicher dann ihre Wärme ab. Dies kann zum einen ein Trinkwasserspeicher sein, zum anderen ein Heizwasserspeicher, in denen das darin bevorratete Wasser erwärmt wird.

Sieht man sich die Systeme genauer an so stellt man fest, dass Photovoltaik mehr Möglichkeiten hat: Strom wird in vielen Situationen benötigt und wird immer teurer, so kann der Strom der PV-Anlage sich in allen elektrisch betriebenen Geräten im Haus wie auch zum Laden eines E-bikes oder eines E-Autos nutzen. Hinzu kommt, dass der Strom aus der PV-Anlage auch teilweise eine Wärmepumpe versorgen kann. Und der nicht selbst genutzte Strom, kann wie bei einem Brennstoffzellenheizgerät, ins Netz eingespeist werden und wird dabei finanziell vergütet.

Für den Preis ist die Größe der Anlage entscheidend. Hierzu folgende Annahme: Ein Haushalt hat 5.000 kWh Stromverbrauch im Jahr, die dafür ausgewählte Anlage soll ungefähr eine Leistung von fünf Kilowatt peak (kWp) aufweisen und der mögliche Speicher mindestens 5 Kilowattstunden Kapazität haben.

Dies sind erste Abschätzungen für eine Preisabschätzung. Mit der genauen Auslegung bei dem noch weiteren Parameter einfließen, wie: Himmelsrichtung der Dachflächen, Dachneigung, Gesamtfläche des Daches, mögliche Verschattungen, ist die Dachfläche gleichmäßig ergeben sich gegebenenfalls andere Kosten.

Was wären somit die ungefähren Kosten der zuvor skizzierten Anlage?

Bei 5kW Peak + 5kWh Stromspeicher ist eine erste Annahme, dass die Solarmodule inkl. Zubehör ( je nach Hersteller und Art der Module 1.500 bis 2.000 Euro/kW peak) 7.500 bis 10.000 Euro kosten würden und der zugehörige Stromspeicher inkl. Zubehör (je nach Hersteller und Art der Speicher 750 bis 1.250 Euro pro kWh) 3.750 bis 6.250 Euro Kosten verursachen würde, die erste Abschätzung der Gesamtkosten wären dann ca. 11.500 bis 16.500 Euro.

Auch bei Photovoltaik Anlagen gilt, wie bei Brennstoffzellenheizgeräten. Selbst Strom erzeugen kann sich lohnen.  Strom aus einer PV-Anlage kann mittlerweile für 8-12 Cent pro kWh erzeugt werden. Das bedeutet, Du sparst mit jeder verbrauchten Kilowattstunde 18-22 Cent.

Photovoltaikanlagen sind bei Ihrer Stromproduktion, im Betrieb absolut sauber, also sie stoßen kein CO₂ aus. Die Sonne ist der Energielieferant für die Stromproduktion und nicht etwa wie bei konventionellen Kraftwerken Kohle, Öl oder Erdgas.

Für Photovoltaikanlagen gibt es zwei Arten der Zuschüsse, respektive Förderungen. Zu nennen sind zum einen die sogenannte Investitionsförderung durch die KfW für die Errichtung einer PV-Anlage und die Einspeisevergütung für den Betrieb der Anlage nach den Rahmenbedingungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG).

Zum anderen hat die KfW Bank aktuell das Programm Erneuerbare Energie -Standard (KfW 270) als zinsgünstige Förderkredite im Angebot. Das Programm fördert den Anlagenkauf wie auch die gesamten Installationskosten – das gilt auch für die Erweiterung von bestehenden Anlagen. Gültig ist das Programm für Neu- und Bestandsanlagen auf Dächern, an Fassaden und auf Freiflächen.

Diese Förderung der KfW richtet sich an Privatpersonen, Unternehmen und Organisationen. Du kannst mit Deiner Hausbank diese Förderkredite beantragen, dabei gilt für die Zins Konditionen, dass sich diese an Ihrer individuellen Bonität orientiert, ebenso kannst Du mit Deiner Bank die jeweilige Laufzeit, beispielsweise 5, 10, 15 oder 20 Jahre vereinbaren, es gibt auch die Möglichkeit tilgungsfreie Anlaufjahre zu vereinbaren.

Die Einspeisevergütung für den Betrieb der Anlage richtet sich in Höhe und Dauer nach dem Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG).

Die Einspeisevergütung ist die Bezahlung des nicht selbst verbrauchten, eingespeisten Stroms, die durch die Netzbetreiber an den Betreiber der Anlage erfolgt.  Dies ist staatlich garantiert und wird dem Betreiber der PV-Anlage als feste Vergütung für einen Zeitraum von 20 Jahren gezahlt.  Zu beachten ist: Je größer die Zahl und die Leistung der neu zugebauten PV-Anlagen ist, umso stärker sinkt die Einspeisevergütung. Bestehende Anlagen sind von etwaigen Anpassungen der Vergütungssätze nicht betroffen. Entscheidend für die Höhe der Einspeisevergütung ist der Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anlage.

Beispiel: Eine Photovoltaikanlage ist bis Juli 2019 in Betrieb gegangen, somit wird dieser Betreiber bis Juli 2039 eine Vergütung je kWh von 10,48 ct bekommen, das ist festgeschrieben und garantiert. Im April 2021 ist dieser Vergütungssatz nur noch bei 7,81 ct/kWh.

Wichtig ist: Um die Förderungen zu erhalten, ist die Beauftragung eines Handwerksunternehmen für die Arbeiten Pflicht. Des Weiteren muss der Antrag vor der Bauauftragung und vor Start der Installationsarbeiten gestellt sein.

Aktuell kostet die Kilowattstunde (kWh) Strom in Deutschland etwa 30 Cent. Strom aus einer PV-Anlage kann mittlerweile für 8-12 Cent pro kWh erzeugt werden. Das bedeutet, Du sparst mit jeder verbrauchten Kilowattstunde 18-22 Cent.

Bei Installation einer Photovoltaikanlage sinkst Du jährlichen Stromkosten somit erheblich. Kombiniert man die Anlage mit einem Stromspeicher, erhöht sich Deine Ersparnis zusätzlich. Mit einem zusätzlichen Stromspeicher kannst Du Deinen eigenen Solarstrom, wenn die Sonne nicht scheint, nutzen und reduzieren somit die aus dem Netz bezogene Strommenge weiter.

Aktuell ist das nicht möglich. Mithilfe der PV-Anlage reine Elektroheizungen zu betreiben, die den gesamten Heizbedarf eines Hauses decken, ist leider nicht möglich.

Eine Photovoltaikanlage zu errichten, orientiert sich an mehreren Rahmenparametern. Zunächst ist die verfügbare Dachfläche für die Größe oder Dimensionierung der maximalen Leistung (kWp) entscheidend. Je größer die verfügbare Fläche, desto mehr Strom kann theoretisch erzeugt werden. Hinzu kommt als weiterer wesentlicher Parameter die Ausrichtung des Daches: Die Ausrichtung gemäß Himmelsrichtung, am besten Süd, Süd-Ost- oder Süd-Westausrichtung eignen sich am besten. Hinzu kommt als bestimmende Größe die Neigung des Daches: Die optimale Neigung der Dachflächen liegt bei 30 Prozent bis 40 Prozent. Bei all diesen Themen sind die Parameter schnell geklärt. Wichtig ist jedoch auch die Prüfung der Statik der Dachkonstruktion, diese muss für eine Photovoltaikanlage geeignet sein. Das kannst Du schnell mit dem Architekten, bzw. dem Statiker klären. Als letzte wesentliche Größe ist die Verschattung zu nennen, klar: Die PV Anlage sollte für einen möglichst großen Teil der Fläche frei von Verschattungen sein. Zu prüfen ist auch ein etwaiger Umbau der elektrischen Anschlussbedingungen, wenn dieser nicht den technischen Erfordernissen des Netzbetreibers entspricht.