Photovoltaik: Solaranlage im Überblick

Klickbares Inhaltsverzeichnis

• Was ist Photovoltaik?
• Welches Dach ist für Photovoltaik geeignet?
• Vorteile & Nachteile von Photovoltaik
• Was kostet Photovoltaik?
• Photovoltaik-Förderung 2024
• Ertrag von Photovoltaik-Anlagen
• Photovoltaik und Steuer: Was gibt es zu wissen?
• Wo ist die Montage einer Photovoltaik-Anlage möglich?
• Checkliste für den Kauf Ihrer eigenen Photovoltaikanlage

Photovoltaik, auch “Fotovoltaik” geschrieben, bezeichnet die Umwandlung der Energie der Sonne in elektrischen Strom. Der Name Photovoltaik setzt sich aus dem griechischen Wort “Photos” für Licht und aus “Volt”, das die elektrische Spannung bezeichnet, zusammen. Um aus der Energie der Sonne Strom zu erzeugen, kommt der Photoeffekt, auch Photovoltaikeffekt genannt, zum Einsatz. Dieser Prozess findet in den Photovoltaik-Modulen statt, die aus vielen kleinen Solarzellen bestehen.

Photovoltaik-Module kommen zum Beispiel auf Solardächern, als Photovoltaik-Freilandanlage oder als Photovoltaik-Fassaden zum Einsatz.

Solarmodule gibt es als verschiedene Typen: kristalline Module, Dünnschichtmodule sowie CIGS-Module. Kristalline Solarmodule werden am häufigsten zur Stromerzeugung auf privaten Hausdächern eingesetzt. Sie sind erkennbar als bläuliche oder schwarze Platten. Es gibt monokristalline Module und polykristalline Module. Im Vergleich der Solarmodule überzeugen die monokristallinen PV-Module mit den besten Erträgen.

Um auf dem eigenen Haus ein Photovoltaik-Dach zu installieren, müssen einige Voraussetzungen gegeben sein. Insbesondere bei älteren Bestandsbauten muss neben dem Dach auch auf die Elektrik des Hauses geachtet werden. Diese muss im Zweifel durch einen Fachhandwerker geprüft werden.

Die Photovovoltaik-Dachausrichtung und Dachneigung sind bei der Planung grundlegend. Denn von ihnen hängt maßgeblich ab, wie hoch der Ertrag an Solarstrom ist. Vor allem die Südausrichtung, aber auch die nach Westen und Osten, nutzen das Sonnenlicht optimal bis gut aus. Wenig ertragreich ist hingegen die Nordseite. Auf solchen Flächen ist die Photovoltaik-Leistung nahezu gleich null. 

Die Dachneigung ist fast ebenso wichtig wie die Dachausrichtung. In Deutschland gelten 30 bis 35 Grad als optimaler Neigungswinkel, um viel Solarstrom ernten zu können.

Verschattung schmälert den Solarertrag

Wo kein Sonnenlicht auf die PV-Module trifft, kann kein Strom erzeugt werden. Daher ist jede Verschattung der Solarmodule zu vermeiden. Das betrifft nicht allein das Solarmodul, auf das der Schatten fällt. Durch die übliche Reihenschaltung kann auch der in den Modulen davor produzierte Strom nicht zum Wechselrichter weitertransportiert werden und ist als Verlust zu verbuchen. Die Verschattung von Solarmodulen schmälert also die Gesamtleistung einer PV-Anlage erheblich.

Der größte Vorteil von Photovoltaik liegt nahe: Die Sonne bietet eine beinahe unerschöpfliche Energiequelle. Es gibt aber weitere Punkte, die für oder gegen Photovoltaik sprechen.

Eigenheimbesitzer, die zum Betreiber einer Photovoltaik-Anlage werden möchten, sollten sich ein wenig mit der Technik der gesamten Solaranlage auseinandersetzen. Zunächst sind die Module von Photovoltaik-Anlagen in Strängen, auch englisch Strings genannt, zusammengefasst.

Der Strom, den die Solarmodule erzeugen, ist zunächst Gleichstrom (DC). Damit Hausbesitzer ihn aber im Haushalt verbrauchen oder ins Stromnetz einspeisen können, muss der Strom in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden. Das übernimmt der Wechselrichter. Dieser wird auch Inverter oder Drehrichter genannt.

Die Technik der Solarstromerzeugung ist spannend und die Option, den Eigenbedarf an Strom mit dem Eigenverbrauch an selbst erzeugtem Solarstrom zu einem großen Teil zu decken, ist sehr attraktiv. Wer die Netzeinspeisung nutzt, erhält dafür eine Einspeisevergütung.

Doch wie sieht es wirtschaftlich aus? Amortisieren sich die Anschaffungskosten und fährt die Anlage nach getilgten Investitionskosten idealerweise noch einen Gewinn ein? 

Die Photovoltaik-Kosten setzen sich grundsätzlich aus zwei Aspekten zusammen: Anschaffungskosten und Kosten im laufenden Betrieb. Bei den Investitionskosten sind mögliche Förderungen wichtig. Diese können entweder durch Länder oder Kommunen sowie als Zuschüsse vom Bund gewährt werden, alternativ über die KfW als Förderkredit. 

Im laufenden Betrieb ist das Verhältnis von Stromgestehungskosten, Netzstrom-Ersparnis durch Eigenverbrauch und Einspeisevergütung relevant. Letztere ist die Förderung im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Die Rechnung aus allen Komponenten wird für Solaranlagen üblicherweise über 20 Jahre aufgemacht.

Laut dem Preisindex von pvXchange lagen die Photovoltaik-Modulpreise pro Kilowatt Peak (kWp) Leistung im Dezember 2023 bei 1.200 Euro im mittleren Preissegment. Das bedeutet, bei 10 kWp Anlagenleistung liegt der Kaufpreis für die Module bei rund 12.000 Euro. Hinzu kommen die Kosten für die Installation durch einen Fachbetrieb.

Die wichtigsten Fördermittel für Photovoltaik-Anlagen sind die Einspeisevergütung und der KfW-Förderkredit 270. Letzterer hat den Vorteil, dass er mit anderen Photovoltaik-Förderungen, etwa Zuschüssen und auch der EEG-Förderung, kombiniert werden darf. 

Das nächste wichtige Fördermittel für PV-Anlagen, die Einspeisevergütung, bedeutet, dass Anlagenbetreiber für jede eingespeiste Kilowattstunde eine bestimmte Summe erhalten. Diese richtet sich nach dem Monat, in dem die Anlage in Betrieb gegangen ist. Ab Februar 2024 etwa beträgt die Vergütung bei Teileinspeisung 8,1 ct/kWh, wenn die Anlagenleistung maximal 10 kWp beträgt. Geht es bei gleicher Leistung um Volleinspeisung, also ganz ohne Eigenverbrauch, so beträgt die Vergütung 12,9 ct/kWh.

Ab Februar 2024 unterliegt die Einspeisevergütung der Degression. Diese meint das kontinuierliche Absinken der Fördermittel. Die Degression bewirkt ein Absinken der Vergütung jedes halbe Jahr um ein weiteres Prozent. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Vergütung für die eingespeiste Strommenge jeder Solaranlage stetig sinkt. Stattdessen gilt der Vergütungssatz des Monats der Inbetriebnahme für 20 Jahre. Damit sind die Einnahmen aus der Einspeisevergütung für diesen Zeitraum fest planbar.

Kann man seine Solaranlage auch nach Ende der EEG-Förderung weiterbetreiben?

Wer weiterhin an einer gewissen Autarkie bei der Stromerzeugung interessiert ist, kann seine Solaranlage nach Ablauf von 20 Jahren selbstverständlich weiterbetreiben. Man spricht dann von Ü-20-Photovoltaik. Aufgrund der Degradation, der natürlichen Alterung der Solarzellen, sinkt die Anlagenleistung jedoch über die Zeit. Nach 20 Jahren sind noch etwa 80 Prozent Leistung möglich. Durch Photovoltaik-Repowering können zum Beispiel alte Solarmodule ersetzt werden, um die Nennleistung wieder zu erhöhen.

Mit einer Photovoltaikanlage können Betreiber Geld verdienen. Zum einen durch den Verkauf von Solarstrom, also wenn sie diesen ins Stromnetz einspeisen. Der wichtigste Aspekt ist aber die Ersparnis an teurem Netzstrom durch Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms. So sorgt die Energiewende auf dem eigenen Dach ganz nebenbei für Photovoltaik-Rendite.

Während eine Kilowattstunde Strom aus dem Netz im Januar 2024 rund 40 Cent kostet, liegen die Gestehungskosten mit der eigenen Solaranlage bei etwa 6 bis 11 Cent. Diese Ersparnis von rund 32 Cent kann als Ertrag gewertet werden. Je mehr Autarkie Anlagenbesitzer durch die selbst erzeugte Energiemenge erreichen, desto unabhängiger werden sie vom Energieversorger. 

Neben den alltäglichen Verbrauchern im Haus wie Waschmaschine, Staubsauger und Co. spielen auch Wärmepumpen oder Elektroautos laden eine immer größere Rolle. Denn sie erhöhen den eigenen Stromverbrauch maßgeblich.

Wenn die Einstrahlung der Sonne am stärksten ist und die Photovoltaikanlage die höchsten Erträge liefert, sind die meisten Hausbesitzer nicht zu Hause und können den Strom nicht verbrauchen. Zwar wird dieser Überschuss ins Netz eingespeist – aber die Vergütungssätze sind bekanntermaßen überschaubar. 

Und was ist, wenn nachts Strom benötigt wird, etwa weil das Elektroauto lädt oder die Wärmepumpe heizt, aber die Dachanlage mangels Sonne nicht liefert?

Um den Strom vom Hausdach auch in diesen Situationen verwenden zu können, bietet sich die Integration eines Stromspeichers an. Er speichert die Überschüsse an Solarstrom und stellt sie dann für den Eigenverbrauch bereit, wenn die Sonne nicht scheint. So können Hausbesitzer 70 bis 80 Prozent des Ertrags für den eigenen Stromverbrauch nutzen. Das erhöht die Rendite. Denn ohne Batteriespeicher können nur etwa 30 Prozent der Solarenergie selbst genutzt werden. 

Was das in Zahlen bedeutet, zeigt dieses vereinfachte Beispiel:

Eine vierköpfige Familie im Einfamilienhaus benötigt etwa 4.000 kWh Strom pro Jahr. Sie haben eine Solaranlage mit 8 kWp, die etwa 8.000 kWh Strom im Jahr erzeugt. Ohne Speicher nutzt die Familie 30 Prozent, also 2.400 kWh Strom selbst. Den Rest, also 5.600 kWh, speisen sie ins Stromnetz ein und erhalten dafür etwa 453 Euro Einspeisevergütung. Die Ersparnis an Netzstrom beträgt 960 Euro. Der Ertrag liegt im Jahr also bei etwa 1.400 Euro. Hiervon müssen noch die Stromgestehungskosten in Höhe von etwa 640 Euro abgezogen werden. Der jährliche Gewinn beträgt also etwa 760 Euro. 

Hat dieselbe Familie einen Speicher, so kann sie etwa 70 Prozent des Solarstroms selbst verbrauchen. Das sind etwa 5.600 kWh. Damit spart die Familie rund 2.240 Euro an Netzstrom ein. Die restlichen 2.400 kWh gehen als Einspeisung ins Netz und die Familie erhält als Vergütung ca. 195 Euro. Einsparung an Stromkosten und Einspeisevergütung sorgen für Erträge von etwa 2.435 Euro. Abzüglich Stromgestehungskosten verbleibt ein jährlicher Gewinn von ca. 1.795 Euro pro Jahr.

Bei diesem, zunächst deutlich besseren, Jahresertrag sind jedoch die deutlich höheren Anschaffungskosten für den Stromspeicher zu berücksichtigen. Darum ist es immer wichtig, einen Fachbetrieb damit zu beauftragen, die Einnahmen und Ausgaben über einen Zeitraum von 20 Jahren gegenüberzustellen.

Seit dem Jahr 2023 ist der private Kauf einer Photovoltaik-Anlage bis 30 Kilowatt Peak steuerfrei. Das bedeutet, für Kauf und Installation der Solaranlage entfallen die 19 Prozent Mehrwertsteuer. Dass Photovoltaik steuerfrei ist, bedeutet, dass der Nullsteuersatz gilt –  auch für Solarspeicher. Anlagenbetreiber müssen weder den Eigenverbrauch versteuern noch Einkommensteuer auf den Solarertrag zahlen.

Der einzige Nachteil am Nullsteuersatz ist, dass sich die Kosten nicht mehr senken lassen, indem man die Investition für die Solarmodule im Rahmen der Steuererklärung von der Steuer absetzt.

Mittlerweile gibt es neben Hausdächern viele weitere Möglichkeiten, um eine Solaranlage zu montieren. Dazu trägt maßgeblich die Lockerung der Förderprogramme, auch im  Erneuerbare-Energien-Gesetz, bei. Denn Vergütungen werden nun auch für die Solarerträge von Anlagen gezahlt, die sich nicht auf Hausdächern befinden. 

Folgende Optionen der Montage gibt es:

• Solar-Carport
• Solar-Terrassendach Terrasse mit Solarpanels vor Regen und Sonne schützen und EEG-Vergütung für die Einspeisung erhalten
• Photovoltaik und Gründach
• Photovoltaik-Fassade
• Solarbaum

Ein Balkonkraftwerk ist eine Mini-Solaranlage, bei der etwa ein bis vier Solarmodule am Balkon befestigt werden. Damit haben auch Mieter beziehungsweise Personen, die in einer Wohnung wohnen, die Möglichkeit, eigenen Strom aus der Sonne zu produzieren. Die Preise für diese Stecker-Solaranlagen sind vergleichsweise gering und der Anschluss einfach. Der erzeugte Solarstrom wird einfach über eine ganz normale Schuko-Steckdose in das eigene Hausnetz eingespeist. So reduziert sich die Strommenge, die man vom Anbieter beziehen muss.

Ja. Es gibt inzwischen mehrere Anbieter, die Solar-Anlagen zum Leasing oder zur Miete anbieten. Hierfür sind verschiedene Modelle möglich. Bei vielen können Mieter die Anlagen zum Ende der vereinbarten Mietdauer zu einem symbolischen Preis übernehmen. Bei anderen ist die Ablöse jederzeit möglich. Weiterhin kann man wählen, ob die Systeme durch beispielsweise Stromspeicher oder Wallbox ergänzt werden sollen. 

Das Mieten ist sinnvoll, wenn man die Investition in den Kauf einer Solaranlage nicht tätigen kann oder will – oder wenn keine Finanzierung einer Photovoltaikanlage gewünscht ist. Außerdem hat das Mieten den Vorteil, dass man sich weder um die Photovoltaik-Versicherung noch Wartung kümmern muss. Ein Nachteil liegt in den Kosten: Über die Dauer von 20 Jahren ist das Mieten in der Regel teurer als der Kauf.

Der grüne Strom, der auf dem eigenen Dach erzeugt wurde, kann auch zum Heizen eingesetzt werden. So kann entweder eine Elektroheizung mit Photovoltaik betrieben werden oder es wird ein Heizstab mit Photovoltaik erhitzt. 

Eine Elektroheizung kann entweder das ganze Haus beheizen oder nur einzelne Räume. Durch den Solarstrom wird der Bedarf an teurem Netzstrom verringert. Jedes Kilowatt, das auf diese Weise erzeugt und verbraucht wird, schont das Klima. 

Kommt der Sonnenstrom zum Betrieb eines Heizstabes zum Einsatz, so verringert auch dies die Betriebskosten der Heizung. Denn Warmwasser wird ebenso mit Solarenergie erzeugt, wie die Heizung durch zugeführte Wärme unterstützt wird.

Eine Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage zu kombinieren ist doppelt sinnvoll: Die Kosten werden geringer und man schützt mit der Kombination aus regenerativen Energiequellen das Klima. Denn die Solaranlage kann einen großen Teil des Stroms erzeugen, den die Wärmepumpe zum Heizen benötigt. Das senkt die Kosten spürbar. Viele Anbieter bieten dieses Modell der Sektorenkopplung mittlerweile als Paket an.

Wer einen Altbau hat, kann grundsätzlich eine Photovoltaikanlage nachrüsten. Je nach Alter des Gebäudes müssen zunächst die Dachdeckung, die Tragfähigkeit des Daches und die Elektrik des Hauses von einem Fachbetrieb geprüft werden. Sehr wichtig ist auch die Prüfung auf Asbest. Wenn die Handwerksbetriebe dann feststellen, dass noch weitere Arbeiten vor der Montage notwendig sind, erhöht das die Gesamtkosten. Dennoch kann sich das Nachrüsten einer Solaranlage lohnen: Der Einsatz vom erneuerbaren Energiequellen kann sogar den Energiestandard des Gebäudes verbessern und so dessen Wert maßgeblich steigern.

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