1. Wie funktioniert eine heimische Solaranlage?

So speisen Solarkollektoren Ihr Zuhause:

1. Solarzellen absorbieren das Sonnenlicht und erzeugen Gleichstrom.

2. Der Gleichstrom fließt durch einen Spannungswandler, in dem er zu Wechselstrom bzw. AC (vom eng. alternating current) umgewandelt wird, der im Haushalt benutzt werden kann.

3. Nun haben Sie elektrischen Strom, der von der Sonne erzeugt wird. Der überschüssige Strom, der von der Solaranlage produziert wird, wird ins Stromnetz eingespeist. Er wird Ihnen von Ihrem Stromversorger meist entweder als Guthaben angerechnet oder abgekauft.

4. Nachts und an sonnenarmen Tagen erhalten Sie Ihren Strom aus dem Stromnetz oder aus einem Speichersystem (Wechselstrom-Batterie), das entweder bei der Montage der Solaranlage oder als Nachrüstung angebracht werden kann.

5. Sie werden mindestens 30 Jahre (so lang ist die übliche Lebensdauer von Solaranlagen) günstigen Strom nutzen und bares Geld sparen, während Sie für Ihr Zuhause und Ihre Familie sauberen und erneuerbaren Strom produzieren.

1.1 Woraus besteht eine Solaranlage?

1.1.1 Solarpaneel bzw. Photovoltaikpanel (auch Solarmodul)

Solarzellen bzw. Photovoltaikzellen absorbieren Sonnenstrahlen, um Energie zu produzieren. Bei Solarpaneelen gibt es hinsichtlich ihres Aussehens und ihrer Leistungskraft verschiedene Optionen.

1.1.2 Spannungswandler – Wechselrichter

Solarzellen erzeugen Gleichstrom, doch der Haushalt benötigt Wechselstrom. Deshalb sind Solaranlagen mit Wechselrichtern ausgestattet, die den Gleichstrom zu Wechselstrom umwandeln, der im Haushalt verwendet werden kann. Der Wechselrichter erfüllt auch viele andere wichtige Funktionen, er reguliert beispielsweise den Betrieb der Solarpaneelen und stellt sicher, dass die elektrische Spannung, die durch Ihr Haus fließt, weder zu hoch noch zu niedrig ist.

1.1.3 Befestigung – Träger für Solarpaneele

Solarpaneele können auf verschiedene Untergründe montiert werden, wobei es besonders darauf ankommt, sie gut zu befestigen. Die Träger (Unterkonstruktion) können bereits während des Gebäudebaus montiert werden, lassen sich aber auch problemlos nachträglich anbringen. Auch eine Bodenmontage ist möglich.

1.1.4 Optimierer

An der Rückseite jeder Solarzelle befinden sich Optimierer, die optimalen Betrieb jedes Solarmoduls sicherstellen – auch dann, wenn die benachbarte Platte im Schatten liegt oder verschmutzt ist. Der Optimierer hilft auch bei der Effektivitätskontrolle, indem er den Betrieb jeder Platte aufzeigt und das Erkennen und Beseitigen eventueller, an einzelnen Solarpaneelen auftretender Fehler erleichtert.

1.1.5 Messgerät für die erzeugte Energie

Wenn Ihre Solaranlage montiert ist, wird Ihr alter Wechselstrom-Zähler durch ein Messgerät für die erzeugte Energie ersetzt. Der neue Zähler ermöglicht es, den zurück ins System einfließenden Solarstrom korrekt aufzuzeichnen.

1.2 Komponenten und Möglichkeiten für Solarzellen

In den letzten zwanzig Jahren wurden im Bereich der Sonnenkollektoren erhebliche Fortschritte gemacht, sowohl hinsichtlich ihrer Größe als auch ihres Aussehens. Solarkollektoren sind aus drei Hauptbestandteilen zusammengesetzt: Solarzelle, Rückseite (Folie) und Rahmen. Jede dieser drei Komponenten ist in unterschiedlichen Formvariationen erhältlich, die sich miteinander so kombinieren lassen, dass im Verbund Solarkollektoren unterschiedlicher Preisklassen entstehen.

1.2.1 Solarzellen

Es gibt zwei Hauptarten von Solarzellen: monokristalline und polykristalline Zellen.

Polykristalline Zellen (Poly)

Polykristalline Siliziumzellen sind an ihrem bläulichen Farbton erkennbar. Bis vor ein paar Jahren gab es auf dem Markt hauptsächlich polykristalline Zellen, weil sie sich wesentlich kostengünstiger herstellen ließen. Heute sind jedoch auch monokristalline Zellen kostengünstig und werden deshalb immer beliebter. Poly-Paneele sind heute vor allem an kommerziellen und kommunalen Photovoltaikobjekten zu finden, weil ihr Aussehen dort nicht so störend ist.

Monokristalline Zellen (Mono)

Monokristalline Siliziumzellen werden jeweils aus einem Kristall gefertigt, was ihnen eine typische gleichmäßig dunkle Farbe verleiht. Monokristalline Zellen sind nicht nur wegen ihres eleganten Aussehens sehr gefragt – sie sind auch stärker und nutzen sich mit den Jahren nicht so sehr ab. Mono-Paneele sind im letzten Jahrzehnt preislich sehr viel erschwinglicher geworden und überwiegen heute im Bereich der privaten Solaranlagen.

1.2.2 Rahmen

Ähnlich wie ein Bildrahmen ist der Rahmen einer Solarplatte das Element, das den Verbund aus Glas, Siliziumzelle und rückseitiger Folie zusammenhält. Die Rahmen von Solarplatten werden aus leichtem und beständigem Aluminium hergestellt und sind in zwei Farben – schwarz und silbern – erhältlich. Beide Varianten arbeiten gleich effizient, deshalb geht es hier lediglich um persönliche ästhetische Vorlieben. Silberne Rahmen werden in der Regel mit Poly-Zellen kombiniert und sind günstiger. Solaranlagen, die an Wohngebäuden montiert werden, werden dagegen vorzugsweise mit schwarzen Rahmen ausgestattet, weil diese sowohl mit Poly- als auch mit Mono-Zellen schön aussehen.

1.2.3 Rückseitige Folie

Unterhalb der Siliziumzellen auf dem Solarpaneel befindet sich eine Folie, deren primäre Aufgabe darin besteht, die Plattenkomponenten zu schützen, doch sie beeinflusst auch deren Aussehen. Die Folie ist in weißer oder schwarzer Farbe erhältlich. Die meisten Nutzer entscheiden sich für schwarze Folie, einen schwarzen Rahmen und schwarze Solarzellen, denn im Regelfall sehen schwarze Solarpaneele auf Gebäudedächern besser aus als weiße.

Messung der Solarstromproduktion

Einer der ersten und wichtigsten Begriffe, die man verstehen muss, wenn es um Solarstromproduktion geht, ist die Kilowattstunde bzw. kWh. Die Kilowattstunde entspricht der Energiemenge, welche ein System mit einer Leistung von einem Kilowatt in einer Stunde abgibt. Wenn eine 100-Watt-Glühbirne zehn Stunden lang leuchtet, verbraucht sie eine Kilowattstunde Energie.

Energiekontrolle

Um Ihre Solaranlage bestmöglich nutzen zu können, müssen Sie wissen, wie viel Energie Sie verbrauchen und wie viel Energie Ihr System produziert. Deswegen ist es wichtig, den Betrieb Ihrer Solaranlage zu verfolgen. Die meisten Systeme bieten die Möglichkeit zur Kontrolle der produzierten Energie, doch die Kontrolle der verbrauchten Energie ist nicht weniger wichtig. Mittlerweile ist erwiesen, dass sich die Konsumentengewohnheiten verändern, wenn der Energieverbrauch erkennbar ist und die Menschen aufgeklärt sind (so wie viele Menschen anders Auto fahren, wenn Sie auf die Lichter auf dem Armaturenbrett achten). Durch eigene Energieproduktion und effizienteren (und dadurch niedrigeren) Energieverbrauch vergrößern Sie Ihre Kostenersparnis.

1.3 Was passiert, wenn die Stromproduktion ausfällt?

Solarzellen erzeugen zwar elektrischen Strom, speichern ihn aber nicht. Wenn sich die Speisung ausschaltet, wird Ihr System ohne Stromspeicher (Wechselstrom-Batterie) keinen Strom mehr abgeben. Fast alle Solaranlagen sind an das öffentliche Stromnetz gekoppelt, was bedeutet, dass sie mit dem Netzwerk des lokalen Stromversorgers verbunden sind. Deshalb wird, wenn die Solaranlage mehr Strom produziert als im Haushalt verbraucht wird, der Überschuss ins Netz des Stromversorgers eingespeist. Falls ein Schaden am Netz auftritt, schaltet sich das System automatisch aus, um die Arbeiter, die das Netzwerk reparieren, zu schützen. Wenn das System weiter Strom produzieren würde, könnte dieser nämlich die Arbeiter verletzen, während sie an der Reparatur der Fernleitungen, die zu Ihrem Haus führen, arbeiten. Der einzige Weg, deren Sicherheit zu garantieren, ist die Abschaltung Ihrer Solaranlage. Wenn Sie auch während eines Stromausfalls elektrischen Strom haben wollen, müssen Sie eine Wechselstrom-Batterie (z. B. Tesla Powerwall) installiert haben. So werden Sie die von Ihrem System erzeugte Energie in einem Akkumulator speichern. Der Akkumulator wird tagsüber durch das System aufgefüllt und versorgt in der Nacht Ihr Zuhause mit Strom.

1.4 Wie wird die Stromproduktion in der Solaranlage durch das Wetter beeinflusst?

Was passiert mit der Stromproduktion an bewölkten, regnerischen oder verschneiten Tagen?

Wolken und Regen

An tristen Tagen müssen Sie damit rechnen, dass sich die Stromproduktion verringert, doch sie kommt meist nicht völlig zum Stillstand. Die Solarpaneele produzieren immer noch ein wenig Strom, auch wenn die Sonne nicht mehr stark scheint.

Schnee

Bei Schneefall kommt die Stromproduktion zum Stillstand, wenn die Sonnenkollektoren von Schnee bedeckt sind. Wenn keine Schneeflocken mehr fallen, schmilzt der Schnee auf den Kollektoren oder rutscht herunter (Sie müssen die Sonnenkollektoren nicht selber vom Schnee befreien). An der Nordseite, wo der Himmel trüber und der Schneefall stärker ist, ist beim Planen der Aufstellung der Solaranlage die Schneelast zu berücksichtigen. Es wird Sie vielleicht überraschen zu erfahren, dass Sie unmittelbar nach Ende eines Schneesturms sehr viel Strom aus Ihrer Solaranlage erhalten werden. Das ganze System wird nämlich abgekühlt sein, was den Widerstand in den Drähten verringern und den Stromfluss von den Kollektoren in Ihr Haus erheblich erleichtern wird.

1.5 Wie haltbar sind Solarpaneele?

Es ist wichtig zu wissen, wie gut die eigene Solaranlage Wind und Hagel standhalten kann. Zum Glück müssen Sie sich deswegen keine Sorgen machen. Solaranlagen werden so konstruiert, dass sie starke Winde aushalten und werden in der Regel auch von den Herstellern entsprechend überprüft. Die meisten Sonnenkollektoren können Windstöße von 200 km/h aushalten und sind mit einem Zertifikat ausgestattet, das dies bezeugt. Solange Ihr Dach an seinem Platz bleibt, werden auch die Sonnenkollektoren darauf verbleiben. Darüber hinaus bleiben die typischen Aluminium- und Glasgehäuse, die die Solarzellen umfassen, auch bei starkem Regen absolut wasserdicht. Was den Hagel angeht, gilt für die meisten Sonnenkollektoren, dass sie den Aufprall von Hagelkörnern mit bis zu 2,5 cm Durchmesser unbeschadet überstehen können.

Bleibt immer noch die Möglichkeit, dass umfallende Bäume und vom Wind getragene Gegenstände Ihre Solaranlage oder Ihr ganzes Dach beschädigen. Die gute Nachricht ist, dass die geläufigen Unterkonstruktionen sehr einfaches Entfernen der Panels ermöglichen, falls sie ausgetauscht werden müssen oder das Dach repariert wird. In solchen Fällen kommt für den entstandenen Schaden in der Regel die Hausversicherung auf.

1.6 Garantie auf die Solaranlage

Die meisten Solarpaneele sind mit einer 12-jährigen Garantie auf das Produkt und mit einer 25-jährigen Garantie auf das Funktionieren der Anlage ausgestattet. Durch die Garantie der Bemessungsleistung wird garantiert, dass jede Platte nach 25 Jahren immer noch ungefähr 85 % jener Energiemenge produziert, die sie am Anfang produziert hat (der genaue Prozentsatz variiert je nach Hersteller). Zur Anmerkung: nach dem 25. Jahr wird die Produktionsleistung der Panels nicht abnehmen. Falls die Stromproduktion unter das in der Garantie angegebene Niveau fällt, muss der Hersteller bzw. Verkäufer die Platte austauschen. Wechselrichter sind standardgemäß mit einer 12-jährigen Garantie ausgestattet, während die Garantiezeit für Optimierer 25 Jahre beträgt.

2. Hochwertige Auftragnehmer/Lieferanten

Auftragnehmer, Garantien, Arten von Solarmodulen, Spannungswandler… - beim Kauf einer Solaranlage sind viele Faktoren zu beachten. Es gibt auch immer mehr Anbieter von Solaranlagen und einige davon benutzen aggressive Verkaufstechniken. In letzter Zeit häufen sich Geschichten über Fehlinformationen hinsichtlich der Anschaffungskosten, der Kostenersparnis usw. Darum raten wir immer dazu, die Angebote mehrerer Anbieter einzuholen.

Hier sind einige nützliche Tipps dazu, worauf Sie bei Anbietern von Solaranlagen achten müssen:

Überzeugen Sie sich davon, dass alle für die Produkte angegebenen Spezifikationen, Leistungen, Garantien und Preise übersichtlich und klar definiert sind.

Der Anbieter soll einen Vor-Ort-Besuch machen und alle erforderlichen Analysen durchführen, bevor er Ihnen eine Solaranlage verkauft.

Schätzen Sie Ihren momentanen und künftigen Strombedarf ein, besprechen Sie sich mit Ihrem Anbieter und stellen Sie sicher, dass das System nicht zu groß ist.

Überzeugen Sie sich davon, dass der Anbieter über alle erforderlichen Zulassungen für die Montage von Solaranlagen verfügt.

Überprüfen Sie die Bilanz und die Referenzen des Anbieters.

Fragen Sie den Anbieter nach den Garantien, die er gewährt.

3. Solaranlagen – Arten

Solaranlagen werden größtenteils auf Dächern oder auf dem Boden montiert. Welcher Standort bei Ihnen zu Hause am geeignetsten ist, hängt von zahlreichen Faktoren ab, z. B. Sonne/Schatten, Größe des Hofes/Gartens, Ausrichtung des Hauses nach den Himmelsrichtungen, Dachform usw.

3.1 Solaranlage auf dem Dach

Solarpaneele, die mit einer Unterkonstruktion am Dach befestigt sind, gehören längst zum gewohnten Landschaftsbild. Es gibt drei Grundfaktoren, die darüber bestimmen, ob Ihr Dach für die Anbringung einer Solaranlage geeignet ist.

3.1.1 Welchen Bedingungen muss das Dach gerecht werden?

Dachfläche:

Um auf einem Dach eine Solaranlage aufstellen zu können, ist eine ausreichend große und schattenfreie Dachfläche erforderlich. Ein durchschnittliches System mit 4 bis 6 KW (16 bis 24 Platten) benötigt 50 bis 100 Quadratmeter Dachfläche.

Ausrichtung:

Das Dach muss so ausgerichtet sein, dass es im Verlauf des Jahres möglichst viel Sonnenlicht abbekommt. Am günstigsten ist eine Ausrichtung nach Süden, aber auch nach Osten oder Westen gerichtete Dächer kommen infrage. Wirklich ungeeignet sind lediglich Dächer, die nach Norden schauen.

Schatten:

Vor der Montage einer Solaranlage muss eine Analyse der Sonnenlichtbestrahlung durchgeführt werden. Dabei wird vor allem überprüft, ob bestehende Bäume zu viel Schatten auf die zur Aufstellung der Solarpaneele vorgesehene Fläche werfen.

3.2 Solaranlage auf dem Boden

Die Bodenmontage erfordert die Herstellung einer Unterkonstruktion, die im Boden verankert wird. Die Stromleitung verläuft unterirdisch bis zum Haus, wo das System mit einem Messgerät verbunden ist. Bei einer Bodenmontage gibt es Vor- und Nachteile.

3.2.1 Vorteile

Solarpaneele können gen Süden ausgerichtet werden, damit sie die größtmögliche Sonnenlichtmenge abbekommen. Anders als auf einem Dach ist hier der Platz nicht begrenzt, weshalb eine größere Anzahl Sonnenkollektoren aufgestellt werden kann, um eine höhere Stromproduktion zu erreichen.

Bodenmontage eignet sich hervorragend für alle, die ihr Dach nicht durch Solarpaneele optisch verschandelt sehen wollen. Sie ist auch eine gute Lösung, wenn das Gebäude denkmalgeschützt ist.

3.2.2 Nachteile

Die Kosten für die Bodenmontage sind höher als die kosten für eine Dachmontage.

3.3 Solardachziegel

Solardachziegel sind kein neues Konzept. Sie versprechen eine schöne Zukunft, in der Solarenergie gänzlich in den Entwurf und den Bau von Gebäuden integriert ist, und auch der Denkmalschutz hat nichts an einer solchen Dacheindeckung auszusetzen. Die Hauptsorge gilt momentan der Frage, wie viel Kostenersparnis die derzeit zur Verfügung stehenden Solardachziegel ermöglichen. Vorerst sind Solarschindeln weitaus weniger leistungsstark als ihre Vettern, die Solarpaneele. Außerdem muss bei einem Umstieg auf ein Solardach das komplette Dach neu gedeckt werden, was die Material- und Arbeitskosten ziemlich in die Höhe treibt. Für die Amortisierung der Investition ist deshalb sehr viel mehr Zeit notwendig als für die Amortisierung der Investition in eine traditionelle Solaranlage.

3.4 Maßgefertigte Strukturen mit Solarpaneelen

Es gibt auch andere kreative Möglichkeiten, Solaranlagen in die Landschaft oder in die Architektur von Privathäusern oder Gewerbebauten zu integrieren. Sehr beliebt sind z. B. Solaranlagen auf Carports oder Terrassenüberdachungen.

4. Wie wird eine Solaranlage aufgestellt?

Das Verfahren der Montage einer Solaranlage unterscheidet sich von Anbieter zu Anbieter. Hier haben wir ein Musterbeispiel angeführt:

Meistens beginnt das Verfahren mit einer Anfrage, die durch ein kostenloses Angebot (meist per E-Mail) beantwortet wird. Sie können auch einen Termin vereinbaren oder den Anbieter telefonisch kontaktieren. Wenn der Kontakt zum Anbieter hergestellt ist, erhalten Sie von einem fachkompetenten Mitarbeiter zahlreiche Ratschläge und alle Antworten auf Ihre Fragen. Dann wird eine Vor-Ort-Besichtigung ausgemacht. Fachleute messen die Besonnung an Ihrem Gebäude bzw. auf Ihrem Grundstück, machen sich mit Ihrem momentanen Stromverbrauch vertraut und erwerben alle Daten, die sie benötigen. Diese Daten dienen der Planung einer auf Ihr Haus und Ihre Bedürfnisse zugeschnittenen Solaranlage und der Vorbereitung eines genauen informativen Angebots mit einer genauen Aufgliederung der Baukosten und der Kostenersparnisse im Vergleich zum bestehenden System. Der Plan der Solaranlage kann in Zusammenarbeit mit Ihnen auch angepasst werden. Wenn Sie mit dem Angebot zufrieden sind und mit dem Anbieter einen Vertrag unterzeichnen, kann es mit Ihrer Solarreise richtig losgehen. Ihr Anbieter kümmert sich um alle administrativen Angelegenheiten (Erwerb aller erforderlichen Genehmigungen und Zustimmungen) und besorgt zugleich das ganze Equipment für Ihre Solaranlage. Diese Phase dauert in der Regel zwei Monate oder auch länger, wenn die Voraussetzungen ungünstig sind. Nun fängt der Spaß richtig an! Der Anbieter legt einen Terminplan für die Ausführung vor und führt noch eine letzte Standortuntersuchung durch, bevor es mit der Arbeit losgeht. Die Montage einer Solaranlage ist im Regelfall innerhalb eines einzigen Arbeitstages abgeschlossen. Und das alles geht vonstatten, ohne dass Sie nur einen Finger rühren müssten! Ihre Solarreise ist am Ende! Ihr System ist in Betrieb und erzeugt jeden Tag sauberen Solarstrom, während Sie die nächsten 30 Jahre den finanziellen und ökologischen Nutzen der Sonnenenergie genießen können.