Photovoltaikanlagen - Was Sie vor dem Kauf wissen müssen

Regenerative Energien liegen im Trend und das zu Recht. Mit einer Photovoltaikanlage gewinnen Sie umweltfreundlich und kostengünstig Solarstrom direkt vom eigenen Dach.
Inhaltsverzeichnis
    Photovoltaikanlage
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    Photovoltaik: Strom aus Sonnenenergie

    Steigende Strompreise, Klimawandel, Umweltverschmutzung: Immer mehr Menschen setzen bei der Stromerzeugung auf saubere, ökologisch nachhaltige Energiequellen wie die Sonne. Die installierte Leistung von Photovoltaikanlagen ist heute mehr als 400-fach so groß wie vor noch 20 Jahren. Im Jahr 2020 erzeugten ca. 2.2 Millionen Solaranlagen mit einer Gesamtleistung von 58,4 Gigawatt Peak (Stand Juni 2022) rund 10 Prozent des in Deutschland produzierten Stromes.  

    Experten rechnen damit, dass der Ausbau in den nächsten zwei Jahrzehnten gerade im Bereich Photovoltaikanlagen von Eigenheimen noch einmal deutlich an Tempo zulegen wird. Im Rahmen der angestrebten CO₂-freien Energieversorgung wird der Anteil der Photovoltaik an der Stromproduktion auf ca. ein Drittel anwachsen. 

    Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

    Eine Photovoltaikanlage erzeugt elektrischen Strom aus Sonnenenergie. Herz der PV-Anlage sind Solarmodule, in denen Solarzellen zusammengeschaltet sind. Diese Zellen wandeln auf Grundlage des photoelektrischen Effektes die Sonneneinstrahlung in Gleichstrom um. 
     Im engeren Sinne besteht die Photovoltaikanlage also aus den zusammengeschalteten Solarmodulen. Da sowohl im Hausnetz als auch im öffentlichen Stromnetz Wechselstrom fließt, muss der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Wechselrichter, der somit integraler Bestandteil einer typischen Photovoltaikanlage ist. 
     Die selbst erzeugte Solarenergie kann direkt im eigenen Haushalt genutzt werden (Nutzer einer Photovoltaikanlage werden somit zum Prosumer). Besteht dort kein Bedarf, kann sie ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Soll der Solarstrom zu einem anderen Zeitpunkt, also z. B. in der Nacht oder bei schlechtem Wetter genutzt werden, oder besteht keine Verbindung zum öffentlichen Netz (Inselanlage) muss der überschüssige Solarstrom in einer Batterie (Stromspeicher) oder zum Beispiel in Form von Heißwasser gespeichert werden.

    Eine ausführliche Erläuterung zur Funktion der Photovoltaikanlage finden Sie hier.

    Gibt es einen Unterschied zwischen Photovoltaikanlage und Solaranlage?

    Solaranlage ist der Oberbegriff für Anlagen zur Erzeugung von technisch nutzbarer Energie aus Sonnenenergie. Handelt es sich bei der nutzbaren Energie um Strom, spricht man von einer Photovoltaikanlage, bei Wärme um eine solarthermische Anlage. Umgangssprachlich werden Photovoltaikanlage und Solaranlage jedoch häufig synonym verwendet.

    Typische Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus
    Typische Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus

    Die „typische“ Photovoltaikanlage und andere Formen

    Der überwiegende Teil der Photovoltaikanlagen im privaten Sektor wird als Auf-Dach-Anlage auf einem Schrägdach installiert. Das bedeutet, dass auf dem Dach ein Gestell errichtet wird, auf dem dann die Module befestigt werden. Bei den Modulen handelt es sich im Allgemeinen um Glas-Folie-Module oder Glas-Glas-Module.

    Nicht ganz so weit verbreitet wie Auf-Dach- sind In-Dach-Anlagen, bei denen die Solarmodule direkt in die Dachhaut integriert werden. Das heißt, ein Teil der Ziegel wird durch die Module ersetzt. Insbesondere im Rahmen einer Dachsanierung bietet es sich an, über diese Variante nachzudenken, da so Baukosten gespart werden können. Bei Solar-Carports oder Solar-Terrassen besteht das Dach meist vollständig aus den Modulen, die auf einer stabilen Unterkonstruktion aufliegen.

    Module lassen sich aber nicht nur auf dem Dach, sondern auch als Fassadenanlage installieren. Dabei ist zu beachten, dass die Leistung von Fassadenanlagen meist geringer ausfällt als bei flächenmäßig gleich großen Dachanlagen.

    Wer selbst über kein eigenes Haus oder Grundstück verfügt, kann bisher vor allem Kleinst- und mobile Photovoltaikanlagen nutzen. Als Balkonanlagen oder Balkonkraftwerk bezeichnete Bausätze aus ein bis zwei Modulen und einem Wechselrichter machen es auch Mietern möglich, Solarstrom zu gewinnen.

    Kommerziell genutzte Anlagen in Solarparks werden meist direkt auf dem Boden „aufgeständert“, d.h. auf ein Gestell montiert. Das erlaubt eine optimale Ausrichtung und senkt die Baukosten. Ebenfalls aus Kostengründen kommen hier vor allem die günstigeren Dünnschicht-Module zum Einsatz. In jüngster Zeit erlebt das Thema der Agrar-Photovoltaik einen Aufschwung, bei dem der Platz unter den aufgeständerten Modulen landwirtschaftlich genutzt wird. Ein Verfahren, das sich insbesondere für schattenliebende Pflanzen anbietet.

    Bisher wenig für Photovoltaik genutzte Flächen erobern auch sogenannte „schwimmende PV-Anlagen“, bei denen die Module direkt auf dem Wasser aufliegen. Vorteil dieser Konstruktionen ist die gute Hinterkühlung der Module, die einen hohen Wirkungsgrad ermöglicht. Stehende Gewässer wie Baggerseen profitieren dabei von einer geringeren Aufheizung im Sommer.

    Komponenten einer Photovoltaikanlage

    Essentielle Bestandteile einer Photovoltaikanlage sind:


    Als Erweiterungen der Anlage bieten sich an:

     

    Mehr zu den einzelnen Bestandteilen einer PV-Anlage erfahren Sie hier.

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    Sonnenstrom selbst erzeugen - Voraussetzungen

    Für die Installation einer Photovoltaikanlage auf dem eigenen Hausdach sind bestimmte bauliche Voraussetzungen einzuhalten. Im Vorfeld zu berücksichtigen sind beispielsweise Dachausrichtung, Dachneigung sowie Größe und Beschaffenheit der Dachfläche. Bei einem Dach mit vielen Fenstern oder Gauben verringert sich die Nutzfläche für die Solarstrom-Gewinnung und damit der Ertrag der Anlage. Weitere wichtige Faktoren sind die Dachstatik und ein eventueller Schattenwurf durch einen Schornstein, Nachbargebäude oder Bäume.

    Stärke der Sonneneinstrahlung

    In allen Regionen Deutschlands ist die Sonneneinstrahlung ausreichend hoch, um eine Photovoltaikanlage wirtschaftlich zu betreiben. Als grobe Faustformel gilt: 1 kWp installierte Leistung erzeugt in etwa 1.000 kWh Solarstrom pro Jahr. Ein Drei-Personenhaushalt mit einem Jahresverbrauch von 4.000 kWh sollte also mindestens eine 4 kWp-Anlage installieren.

    Dachneigung

    Auf Flachdächern werden die Solarmodule mit Hilfe von Metallrahmen in optimaler Ausrichtung „angekippt“, auf Schrägdächern parallel zur Dachfläche montiert. Grundsätzlich gilt: Eine Dachneigung zwischen 20° und 30° ist ideal für die Erzeugung von Solarstrom. Mit Hilfe der Unterkonstruktion lassen sich auf Schrägdächern nur geringe Neigungskorrekturen realisieren.

    Dachausrichtung

    Eine Dachausrichtung nach Süden ist für die Photovoltaik ideal. Allerdings können Photovoltaikanlagen auch auf Dachflächen angebracht werden, die anders ausgerichtet sind. So bringt z.B. die Kombination einer Ost-West-Anlage gute Erträge. 
    Weicht die Ausrichtung vom Idealfall ab, kann es sein, dass eine höhere Anzahl an Modulen notwendig ist, um die gleiche Leistung zu erzielen. In jüngster Zeit gelten auch Dächer mit Nord-Ausrichtung nicht mehr als ungeeignet für die Photovoltaik. Bei gleichen Kosten für die Anlage, lassen sich hier Erträge von etwa 60 bis 70 % im Vergleich zur Südseite erzielen.

    Verschattung

    Schatten kann bei einer Photovoltaikanlage zu einer verminderten Leistung führen. Solarzellen nutzen nur einen Teil des Sonnenlicht-Spektrums, der im diffusen Licht zu einem kleineren Teil enthalten ist. Der Leistungsabfall eines einzelnen Moduls beeinflusst aber die Leistung des gesamten Strangs. Werden z.B. von einem Modul nur 200 statt 300 W Leistung erzeugt, liefert der gesamte Strang aus 10 Modulen nur noch 2 statt 3 kW.

    Deshalb ist es ratsam, die Dachfläche vor der Installation hinsichtlich einer möglichen Verschattung zu prüfen, also auch den zukünftigen Baumwuchs zu berücksichtigen oder Baupläne der Nachbarn in Betracht zu ziehen.

    Lässt sich Schattenwurf nicht ausschließen, schaffen sogenannte smarte Module Abhilfe. Diese mit separater Leistungselektronik ausgestatteten Solarmodule ermöglichen z.B. die Überbrückung verschatteter Bereiche. Im obigen Beispiel würde das verschattete Modul abgeschaltet und der Anlagenstrang würde noch 2,7 statt 2 kW Leistung liefern.

    Hauseigene Elektroinstallation

    Für den Anschluss an das öffentliche Stromnetz müssen Solarkabel vom Dach in den Keller bzw. in den Hauswirtschaftsraum verlegt werden. Soll z.B. ein Elektroauto geladen werden, erhöhen sich die Ströme deutlich. In diesem Fall ist es deshalb sinnvoll, einen Fachbetrieb zu Rate zu ziehen, der die Hausinstallation im Bedarfsfalle ertüchtigt.

    Kosten und Finanzierung: Lohnt sich eine PV-Anlage?

    Die Investition in eine Photovoltaikanlage rechnet sich trotz niedriger Einspeisevergütung . Doch zunächst erfordert eine Photovoltaikanlage eine größere Investition. Wir zeigen Ihnen, mit welchen Kosten Sie rechnen müssen, ab wann eine Anlage wirtschaftlich ist und welche Finanzierungsmöglichkeiten Sie haben.

    Der Kauf einer typischen Photovoltaikanlage für ein Eigenheim schlägt mit mehreren Tausend Euro zu Buche. Für alle, die diese Investition scheuen, und trotzdem nicht auf sauberen Solarstrom verzichten wollen, bieten verschiedene Dienstleister die Möglichkeit, eine Solaranlage zu mieten.

    Auslegung: Wie groß sollte meine PV-Anlage sein?

    Die Auslegung einer PV-Anlage bestimmt wesentlich die anfallenden Kosten. Wichtige Bemessungsgrößen sind der Jahresstromverbrauch des Haushaltes und die zur Verfügung stehende Dachfläche. Eine typische Photovoltaikanlage für einen Haushalt in Deutschland hat eine Maximalleistung von etwa 5 bis 10 kWp. Im Zuge der als Sektorenkopplung bezeichneten Nutzung von Strom für Elektromobilität und zur Wärmeerzeugung steigt der Strombedarf und damit auch die Größe der Anlagen. Wir empfehlen Ihnen daher: Lassen Sie sich zur Auslegung Ihrer PV-Anlage von einem Fachbetrieb beraten!

    Die eigene Solaranlage planen: Darauf sollten Sie achten

    1. Prüfung der Immobilie

    In der Frühphase der Planung sollten Sie die folgenden Punkte abklären: Ist Ihre Immobilie für die Anbringung von Solarmodulen geeignet. Grundsätzlich sind Süddächer optimal aber auch andere Dächer können einen rentablen Ertrag an Solarstrom liefern. Ein Blick in das Solarkataster gibt Ihnen erste Anhaltspunkte.

    Beachten Sie, dass die Installation einer Photovoltaikanlage eine zusätzliche Last für das Dach bedeutet. Es empfiehlt sich daher gerade bei älteren Häusern, eine statische Prüfung zu beauftragen. Vorab sollten Sie zudem alle Sanierungsmaßnahmen abgeschlossen haben. Die Installation einer PV-Anlage auf einem asbesthaltigen Dach ist zum Beispiel gesetzlich untersagt. Spätere Sanierungen werden unnötig teuer, da dafür die Anlage erst ab- und später wieder aufgebaut werden muss.

    2. Finanzierung der PV-Anlage

    Informieren Sie sich, welche Finanzierung bzw. Förderung für Sie in Frage kommt. Beispielsweise stellt die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW Bank) Solarkredite für die Anschaffung und Installation einer Photovoltaikanlage zur Verfügung.

    3. Vororttermin mit einem Fachbetrieb

    Installateur*in oder Planer*in verschaffen sich einen ersten Eindruck von Ihrer Immobilie und prüfen ebenfalls die Einhaltung der baulichen Voraussetzungen. Nutzen Sie die Gelegenheit, Ihre Fragen zu stellen.

    4. Angebot einholen

    Im Anschluss an den Vororttermin sollten Sie innerhalb kurzer Zeit Ihr persönliches Angebot erhalten.

    5. Prüfung des Angebots

    Kontrollieren Sie das Angebot auf Vollständigkeit und Richtigkeit der Daten. Erfahren Sie hier mehr zum Thema "Was muss ein Angebot enthalten?"

    6. Auftragserteilung und Inbetriebnahme

    Sobald Sie einem Fachbetrieb den Auftrag erteilt haben, stimmt dieser mit Ihnen den Installationstermin ab. Nach der Fertigstellung und einer umfassenden Prüfung inkl. Erstellung eines Prüfprotokolls erfolgt die Übergabe der PV-Anlage an Sie. Am Tag der Übergabe erhalten Sie eine umfassende Einweisung in die Anlage und deren Bedienung, so dass Sie diese im Anschluss in Betrieb nehmen können. Vergessen Sie nicht, die Anlage nach Inbetriebnahme beim Marktstammdatenregister anzumelden.

    7. Wartung

    Eine Solaranlage sollte in regelmäßigen Abständen gewartet werden. Schließen Sie einen Wartungsvertrag mit einem Fachbetrieb vor Ort ab, am besten mit der Firma, die Ihre Anlage installiert hat. Sie müssen sich nicht um die Einhaltung der Wartungsintervalle kümmern, das Unternehmen ist mit der Anlage vertraut und Sie haben immer einen Ansprechpartner.

    Installation einer Solaranlage

    Montage und Installation einer Photovoltaikanlage sollten ausschließlich durch Fachbetriebe vorgenommen werden.

    Die Photovoltaikanlagen werden mit einer Unterkonstruktion auf der vorhandenen Dacheindeckung angebracht und eignen sich somit besonders für Bestandsimmobilien, bei denen PV nachgerüstet werden soll. Die Module werden in geringem Abstand zu den Dachziegeln angebracht, wobei unbedingt auf eine ausreichende Luftzirkulation hinter den Modulen zu achten ist. Bei der Installation ist besondere Vorsicht geboten, um weder Dachziegel noch die Dämmung zu beschädigen.

    Installation PV-Anlage

    Bei Ziegeldächern, die in Deutschland am weitesten verbreitet sind, werden zur Montage der Unterkonstruktion Haken in die Dachsparren geschraubt. Auf die Haken montiert der Installateur anschließend Schienen, in denen die Solarmodule befestigt werden. Je nach Modulart können diese verschraubt, eingehängt oder auch mit Klammern befestigt werden. Eine Alternative zu herkömmlichen Solar-Auf-Dach-Anlagen sind In-Dach-Systeme.

    Nach der Installation ist vor der Wartung

    Trotz eines geringen Wartungsbedarfs von PV-Anlagen darf dieses Thema nicht außer Acht gelassen werden. Eine Photovoltaikanlage besteht aus verschiedenen Komponenten, die zum einen den äußeren Einflüssen unterschiedlich stark ausgesetzt sind und zum anderen unterschiedlich hohe Lebensdauern haben. Besonders gering ist der Wartungsaufwand bei Solarmodulen. Im Vergleich dazu treten bei Verkabelungen und Wechselrichtern eher Beeinträchtigungen auf, die durch regelmäßige Wartungen schnell behoben werden können. Weitere Informationen zum Thema Wartung finden Sie hier.

    Auch bei guter Wartung kann es zu Schäden an der Photovoltaikanlage kommen, durch technische Mängel oder durch Unwetter. Für diese Fälle und in Anbetracht der nicht unerheblichen Investitionskosten empfiehlt sich der Abschluss einer Photovoltaik-Versicherung.

    Rechtliche Fragen rund um Photovoltaikanlagen

    Bei der Installation einer PV Anlage sind immer auch rechtliche Fragen zu beachten. Dazu gehören u.a.:

    •  Ist eine Baugenehmigung notwendig?
    • Wie werden Einnahmen aus der Anlage steuerlich eingeordnet? 
    • Welche Garantien/Gewährleistungen gelten für die Komponenten?

    Für die Installation einer Photovoltaikanlage auf einem typischen Hausdach ist in der Regel keine Genehmigung erforderlich, da das Anbringen als bauliche Maßnahme gilt. Für die Installation an denkmalgeschützten Häusern gelten Sonderregeln. Daneben gibt es weitere Ausnahmefälle wie Anlagen, die aus dem Gebäude herausragen oder aus Vorgaben örtlicher Bebauungspläne resultieren.

    Geltende Bauordnung beachten

    Informieren können Sie sich zu den jeweiligen Vorschriften in den vor Ort geltenden Bauordnungen. Bezogen auf das natürliche Umfeld einer geplanten Anlage gilt besondere Vorsicht. Die Bauordnungen geben vor, inwieweit die Umgebung an die Erfordernisse einer Photovoltaikanlage angepasst werden darf. Darunter fällt beispielsweise, ob ein Baum gefällt werden darf, um die Verschattung zu verhindern.

    Lassen Sie sich vor der Photovoltaik-Installation beraten!

    Informieren Sie sich bitte vor der Installation einer Photovoltaikanlage über geltende Bauordnungen und eventuell notwendige Genehmigungen.

    Solarkredite, Steuer und Einspeisevergütung

    Weitere rechtlich relevante Themen betreffen die Finanzierung Ihrer Solaranlage. Viele Förderungen sind an Rahmenbedingungen gebunden, wie z.B. an eine Beantragung der Förderung vor dem Kauf der PV-Anlage. Auch das Thema Neubau oder Erweiterung spielt eine Rolle oder ob Sie die Anlage auf einem Privat- oder einem Firmengebäude errichten.

    Ist die Photovoltaikanlage einmal in Betrieb ergeben sich daraus verschiedene Meldepflichten, so beim Netzbetreiber, beim Finanzamt und im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur. 

    Betreiber*innen von Photovoltaikanlagen beziehen eine Einspeisevergütung, die im EEG vom Gesetzgeber festgeschrieben wurde. Darunter ist ein festgelegter Betrag zu verstehen, den Anlagenbetreiber für die Einspeisung des Solarstroms aus ihrer Anlage vom Netzbetreiber erhalten. Diese Einnahmen müssen in der Regel versteuert werden, es sei denn, Sie optieren auf eine Kleinunternehmerregelung. Damit verzichten Sie jedoch auf die Möglichkeit, die Kosten für die Anlage steuerlich abzusetzen. Eine genaue Prüfung, welches Steuermodell besser zu Ihrer konkreten Situation passt, ist sinnvoll.

    Wie umweltfreundlich ist eine Photovoltaikanlage?

    Während des Betriebs ist die PV-Anlage in ökologischer Hinsicht unschlagbar: Es wird kein Brennstoff verbraucht, es entsteht kein CO₂ und keine Abfälle. Die Energie, die für die Herstellung aufgewandt wird, ist nach ca. zwei Jahren wieder „eingespielt“. Danach erzeugter Solarstrom ist ein echter Gewinn für die Umwelt. Das bedeutet: Umso länger eine Photovoltaikanlage und da vor allem die Solarmodule Ihre Leistung bringt, umso umweltfreundlicher ist sie. Ein Grund mehr, auf hochwertige Module zu setzen.

    Wie bei jedem technischen Produkt gilt: Um eine Aussage über die ökologischen Auswirkungen von Solaranlagen machen zu können, muss der gesamte Lebenszyklus betrachtet werden, von der Herstellung bis zur Entsorgung bzw. zum Recycling.

    Weiterführende Informationen