Photovoltaik nutzen: Der Weg zum Energie-Selbstversorger mit Solarstrom

Der auffälligste Teil einer Solarstrom-Anlage sind die zu Paneelen zusammengefassten Solarzellen. Sie werden meist auf Schrägdächern angebracht, aber auch auf Flachdächern mit einem Gestell montiert, das sie zur Sonne ausrichtet.

Da Solarzellen Gleichspannung erzeugen, speisen sie die Energie zunächst in einen Wechselrichter ein, der sie in die haushaltsübliche Wechselspannung wandelt. Zur Betriebs- und Steuerelektronik zählen zudem Vorrichtungen zur Spannungsstabilisierung sowie in vielen Fällen eine Vorrichtung, die die Abschaltung der Anlage auch von leicht erreichbaren Stellen im Haus ermöglicht.

Schließlich fließt der Strom zur Hausverteilung, von wo aus er ins Hausnetz gelangt. Je nach Auslegung der Anlage wird außerdem ein Einspeisezähler eingebaut, der den ins öffentliche Netz fließenden Anteil des Solarstroms zählt, damit er vergütet werden kann.

Photovoltaik nutzen bei Stromausfall? – Kein Problem! Bei einem Stromausfall wird Strom aus dem Speicher entnommen, sodass Ihr Haushalt vorübergehend weiter mit Strom versorgt werden kann.

Größe, Ausrichtung, Aufstellwinkel, Einbausituation und Sonnenscheindauer bestimmen den tatsächlichen Ertrag mit. Werden wie hier Solarmodule direkt ins Dach integriert, muss man für Belüftung sorgen, damit die Module nicht durch zu starke Erhitzung Leistung einbüßen.

Bei der Planung einer Anlage verwendet man für die erwartbare Leistung die Einheit kWp. Das bedeutet „Kilowatt Peak“ und steht für die bei voller Sonneneinstrahlung maximal erreichbare Leistung, den Spitzenwert. Viele Hersteller bezeichnen diesen Wert als „Nennwert“, da er die verschiedenen Anlagen vergleichbar macht.

Beeinflusst wird die tatsächlich erreichte Leistung in der Praxis von einigen weiteren Faktoren. Dazu zählt zum einen die Ausrichtung der Zellen – im Idealfall zeigen sie in einem Winkel von etwa 30 Grad aufgerichtet nach Süden bis Südsüdwest und werden im Tagesverlauf weder von nachbargebäuden noch von Bäumen beschattet.

Ein weiterer Faktor ist die tatsächliche Sonneneinstrahlung, die sich für den jeweiligen Standort anhand der mittleren Zahl der Sonnenstunden pro Jahr abschätzen lässt.

Und schließlich zählt auch die Einbausituation zu den Faktoren: Fest in die Dachhaut eingebaute Module werden zum Beispiel stärker erhitzt als mit Abstand zum Dach montierte Exemplare, und mit steigender Eigentemperatur lässt der Wirkungsgrad der Zellen nach.

Nutzen Sie den Photovoltaik-Überschuss zum Heizen oder um Elektromobile wie Auto, Motorrad oder Roller aufzuladen.

In der folgenden Tabelle stellen wir Ihnen verschiedene Arten von Photovoltaikanlagen, die Sie nutzen können, vor:

Tipp: Neue Perspektiven eröffnen auch Elektroautos. Sie lassen sich an einer ausreichend dimensionierten Inselanlage auftanken. Zugleich bieten sie durch ihre großen Akku-Sätze die Möglichkeit, Strom zu speichern.

Zu Beginn der Solarstrom-Ära war klar, wie private Betreiber beim Nutzen von Photovoltaik auf ihre Kosten kamen: Der erzeugte Strom wurde ausschließlich ins öffentliche Netz gespeist und musste von den Versorgern zu einem gesetzlich für 20 Jahre garantierten Preis abgenommen werden. Mit dieser garantierten Einspeisevergütung konnte die Anlage abbezahlt werden. Zeitweise wurde sogar der Eigenverbrauch aus Fördermitteln vergütet.

Inzwischen ist die Vergütung deutlich geschmolzen und die Eigenverbrauchsvergütung gibt es schon lange nicht mehr; zugleich aber sind Solarmodule merklich preiswerter geworden und der von den Versorgern bezogene Strom deutlich teurer. In der Folge ist selbst erzeugter Strom billiger geworden als der vom Versorger und die Einspeisung lohnt sich nicht mehr in dem Maß wie früher. Deshalb erreicht man heute den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage regelmäßig dadurch, dass man den selbst erzeugten Strom zu einem möglichst hohen Anteil auch selbst verbraucht und nur die Restmenge ins Netz speist.

Um die Zeiten des höchsten Ertrags der Photovoltaik mit dem höchsten Verbrauch zu synchronisieren, gibt es verschiedene Strategien. So ist es zum Beispiel möglich, stromhungrige Verbraucher wie Waschmaschinen oder Geschirrspüler dann zu starten, wenn die Sonne intensiv scheint. Das lässt sich beispielsweise mit einer Steuerelektronik erreichen, die per Sensor die Sonnenstrahlung erfasst und dann die entsprechenden Geräte schaltet.

Eine gute Möglichkeit besteht auch darin, beispielsweise den Betriebsstrom einer Wärmepumpenheizung mit Photovoltaik zu decken. Wenn die Heizung über einen großen Pufferspeicher verfügt, kann man ihn in sonnenreichen Zeiten aufheizen und hat dann einen Warmwasservorrat zum Heizen oder Duschen zur Verfügung.

Was es sonst noch rund ums Photovoltaik selber nutzen zu wissen gibt, haben wir von der Heimwerker.de-Redaktion abschließend in diesem Kapitel für Sie zusammengefasst.

7.1. Wie kann man den mit Photovoltaik erzeugten Strom am besten speichern?

Kaufen Sie Lithium-Ionen-Akkus, die nehmen deutlich weniger Platz weg als Blei-Akkus.

Akkus mit Lithium-Ionen-Technik können sehr kompakt gebaut werden und nehmen deutlich weniger Platz weg als Blei-Akkus, geht aus diversen Kaufberatungen hervor.

Auch wenn die Hausautomation, also das, was man heute als „Smart Home“ bezeichnet, viele Möglichkeiten bietet, den Verbrauch in ertragreiche Zeiten zu verlagern, führt in vielen Fällen doch kein Weg daran vorbei, zumindest einen Teil des mit Photovoltaik erzeugten Stroms zu speichern.

Das ist mit unterschiedlichen Lösungen möglich. Wer viel Platz hat, kann traditionelle Blei-Akkus als Speicher für die Photovoltaik-Anlage nutzen, die technisch mit Autobatterien verwandt sind. Ihre Energiedichte ist nicht berauschend, aber sie sind vergleichsweise günstig zu haben. Teurer, aber weniger raumgreifend sind Speicherlösungen mit Lithium-Ionen-Zellen.

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