Die Nummer eins der erneuerbaren Energien für Ihren Haushalt ist das Solarpanel. Hier erfahren Sie alles über den Aufbau, die Arten und Kosten, wie viel Strom Sie erzeugen können und den perfekten Standort.
Was ist ein Solarpanel?
Ein Solarpanel ist ein Zusammenschluss aus durchschnittlich 60 Solarzellen, die Sonnenstrahlen in elektrische Energie umwandeln und eine optimale Stromerzeugung gewährleisten. Für den Aufbau einer Solaranlage werden mehrere Solarpanels in Reihen- oder Parallelschaltung miteinander verbunden.
Hinweis: Photovoltaikmodul, Solarplatte und Solarmodul können als Synonym für das Solarpanel verwendet werden.
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Ihr Beitrag zum Klimaschutz: Die Umweltauswirkungen von Solarpanels
Solarpanels sind mehr als nur eine clevere Investition; sie sind ein Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Zukunft. Wie tragen Sie mit Solarpanels zum Klimaschutz bei?
1. Reduzierung von Treibhausgasen und CO2-Vermeidung: Solarpanels nutzen die Sonne ohne schädliche Emissionen, reduzieren Ihren CO2-Fußabdruck und helfen, den globalen Klimawandel zu bekämpfen. Die CO2-Vermeidung durch die Nutzung von Solarthermie trägt zusätzlich zur Reduzierung von Treibhausgasen bei.
2. Schonung natürlicher Ressourcen: Da Solarpanels keine fossilen Brennstoffe benötigen, tragen sie zur Schonung unserer natürlichen Ressourcen bei und fördern eine unendliche Energiequelle.
3. Lokale Luftqualität: Solarpanels reduzieren die Luftverschmutzung in Ihrer Umgebung, indem sie die Notwendigkeit von kohle- oder gasbetriebenen Kraftwerken verringern.
Die Entscheidung für Solarpanels ist eine Entscheidung für die Zukunft unseres Planeten. Mit jedem Sonnenstrahl, den Ihre Panels einfangen, sind Sie Teil einer globalen Bewegung für eine saubere, nachhaltige Energiezukunft.
Doch nicht nur auf individueller Ebene sind Solarpanels von Bedeutung. Schauen wir uns die nationale Perspektive in Deutschland an.
Die Rolle der Photovoltaik in Deutschland
Die Nutzung von Photovoltaik in Deutschland hat in den letzten Jahren nicht nur den Anteil an der Stromerzeugung gesteigert, sondern auch maßgeblich zur CO2-Einsparung beigetragen. Während im Jahr 2022 10,9% des erzeugten Stroms durch Photovoltaik produziert wurden, konnten durch den Einsatz dieser Technologie im selben Jahr rund 41,7 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden. Dies unterstreicht die bedeutende Rolle, die Photovoltaik im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes spielt.
Die steigende Tendenz sowohl in der Stromerzeugung als auch in der CO2-Einsparung zeigt, dass Photovoltaik-Anlagen einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele in Deutschland leisten.
Aufbau eines Solarpanels
Die Solarzellen eines PV-Moduls bestehen aus verschiedenen Schichten, die zwar alle für die Produktion von Energie wichtig sind, jedoch sehr verschiedene Aufgaben haben.
Das Frontglas (ESG) bildet die erste Schicht und schützt vor Temperaturwechsel und anderen äußeren Einwirkungen wie Schneelasten oder Ästen, die auf ein Solarpanel fallen könnten. Normalerweise wird ein 4mm starkes Frontglas verwendet.
Darunter befindet sich eine Kunststoffschicht aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder eine Gießharzschicht. Diese Schicht macht das Solarpanel wasserdicht und schützt vor dem Eintreten von Feuchtigkeit.
In die dritte Schicht werden die einzelnen Solarzellen eingebaut und durch Lötbänder miteinander verschaltet. Unter die Solarzellen wird erneut eine Kunststoffschicht aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder Gießharz befestigt, um den Wasserschutz in beide Richtungen zu gewährleisten.
Nun kommt eine Kunststofffolie zum Einsatz, die aus Polyvinylfluorid besteht. Alternativ wird auch eine Glasplatte verwendet, um bifaziale Solarmodule ins Glas-Glas Ausführung zu schaffen. Für den optimalen Halt der oberen Schichten sorgt ein Aluminiumrahmen. Dieser erleichtert später auch die Anbringung am Dach.
Welche Solarpanel Arten gibt es?
Die verschiedenen Arten von Solarmodulen unterscheiden sich vor allem im Material der darin enthaltenen Solarzellen.
Monokristalline Solarzellen und polykristalline Solarzellen gehören zu den beliebtesten und am meisten verbreitetsten Solarzellen. Darüber hinaus gibt es noch die Dünnschichtmodule und CIGS-Module, die bei der Installation privater Photovoltaikanlagen aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften jedoch weniger weit verbreitet sind.
In der folgenden Tabelle sind alle Vor- und Nachteile der verschiedenen Solarzellen aufgeführt:
Die verschiedenen Modularten unterscheiden sich übrigens auch im Gewicht. Mehr Informationen dazu finden Sie in diesem Artikel: Solarmodul Gewicht
Die neuesten Innovationen auf dem Solarmodul-Markt:
PV-Module mit Halbzellen-Technologie sind eine relativ neue Erfindung, die durch die Halbierung der Solarzellen die Effizienz steigern soll. Ein Solarmodul mit 144 Halbzellen lieferte bei durchgeführten Tests fünf Prozent mehr Strom als ein Modul mit 72 vollen Zellen.
Die veränderte Zellordnung entfaltet ihre Wirkung vor allem bei Verschattung, weil die Solarzellen auf der nicht verschatteten Modulseite besser operieren können.
Glas-Glas-Solarmodule zeichnen sich vor allem durch ihre lange Lebensdauer aus. Dadurch, dass Glas auf der Vorder- und Rückseite des Solarmoduls verwendet wird, kann es hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden und weist ein geringes Degradationsverhalten auf.
Wie viel kostet ein Solarpanel?
Der Preis pro Solarpanel hängt direkt mit der Leistung zusammen. Während die Günstigen zwar weniger Geld pro Solarmodul kosten, haben die Teuren den Vorteil, dass sie einen höheren Wirkungsgrad haben. Damit benötigen Sie weniger Zellen, um Ihre gewünschte Leistung zu erzielen.
Die oben beschriebenen Solarpanel Arten unterscheiden sich auch in den Kosten.
Monokristalline Solarpanel sind sehr aufwendig in der Herstellung und dementsprechend relativ teuer. Polykristalline Zellen hingegen sind leichter herstellbar und somit günstiger. Am günstigsten sind die Dünnschichtzellen. Diese haben jedoch auch die geringste Leistung.
Laut Fraunhofer ISE machen Solarmodule nur noch rund ein Drittel der PV-Anlage Kosten aus. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die durchschnittlichen Preise für verschiedene Arten von Solarpanels. Dabei ist zu beachten, dass die Preise stark schwanken können, da sie vielen Faktoren unterliegen, wie z.B. Leistung, Hersteller, Herkunft und Marktsituation.
Hier finden Sie detaillierte Informationen über die Kosten von Solaranlagen.
Bestandteile und Funktion eines Solarpanel-Systems
Ein Solarpanel besteht aus mehreren verbundenen Solarzellen, die für die Energieumwandlung verantwortlich sind. Die Solarzellen des PV-Moduls produzieren dann Strom, sobald Lichtstrahlen auf sie eintreffen. Die Photonen der Sonnenstrahlen setzen im Material der Solarzellen Elektronen frei, die dann als Gleichstrom durch die Verkabelung fließen.
Weil Solarzellen die Sonnenstrahlen in Gleichstrom umwandeln, der Hausstrom aber als Wechselstrom genutzt wird, ist folgender Schritt essenziell: Der produzierte Gleichstrom fließt an den sogenannten Wechselrichter, wo der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt wird, bevor er ins Hausstromnetz eingeführt wird.
Überschüssiger Solarstrom wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist, wofür der Haushalt dann eine Einspeisevergütung erhält. Unter Umständen kann es in den Wintermonaten zu einem Engpass an Stromerzeugung durch das Solarpanel kommen. In diesem Fall bezieht der Haushalt dann zusätzlichen Strom aus dem öffentlichen Netz.
Eine Möglichkeit, den externen Stromverbrauch zu verringern und die Stromrechnung weiter zu senken, ist einen Stromspeicher an das System anzuschließen. Denn eine Solaranlage mit Speicher ermöglicht, dass überschüssiger Grünstrom tagsüber gespeichert und z. B. in der Nacht anstelle von externem Strom genutzt wird.
Hier finden Sie eine Übersicht der verschiedenen Solarstromspeicher mit ihren Vor- und Nachteilen.
Durch die Installation eines Speichers können Sie sich sogar ein permanentes und autarkes Inselnetz aufbauen. Das Besondere an einer Solar-Inselanlage ist, dass keinerlei Verbindung zum öffentlichen Stromnetz besteht. Damit würde sich Ihr Haushalt ausschließlich mit Solarenergie versorgen.
Dann wären Sie komplett autark und unabhängig vom Stromanbieter und den steigenden Strompreisen. In den meisten Fällen ist es jedoch ratsam, die Verbindung zum öffentlichen Stromnetz aufrechtzuerhalten, um im Moment eines Notfalls darauf zurückzugreifen.
Hier können Sie prüfen, ob sich eine PV-Anlage auch in Ihrem Fall lohnt:
Wie befestigt man ein Solarmodul?
Bei der Montage der Solarmodule werden diese auf einem Metallrahmen über den Dachziegeln befestigt. Dabei werden u-förmige Dachhaken verwendet, um den Metallrahmen auf dem Dach zu fixieren. Verschraubt wird der Rahmen auf dem Sparren unter den Dachziegeln.
Welche Leistung hat ein Solarmodul?
Solarmodule haben im Durchschnitt eine Leistung von 50 Wp bis 350 Wp. Watt Peak (Wp) ist die Maximalleistung an Energie, die das Modul produzieren kann. Je nachdem, welches Material das Modul aufweist, können die Module unterschiedliche Wirkungsgrade haben. Je höher der Wirkungsgrad des Solarmoduls, desto höher ist seine Leistung. Und je höher die Leistung, desto weniger Module werden benötigt.
Wir bei Enpal verbauen ausschließlich monokristalline Solarmodule mit mindestens 430 Wp Leistung pro Modul. Das sorgt dafür, dass der Ertrag auch mit nur wenigen Modulen sehr hoch ist.
Was Sie beim Solarpanel-Kauf beachten sollten
Sie denken darüber nach, eine Solaranlage zu kaufen oder eine Solaranlage zu mieten? Hier kommen die wichtigsten Punkte, die Sie im Entscheidungsprozess berücksichtigen sollten.
1. Wie viele Solarpanels benötigen Sie?
Eine durchschnittliche PV-Anlage liegt hierzulande bei 4 bis 10 kWp für ein Einfamilienhaus.
Über welche Nennleistung Ihre Anlage verfügen sollte, entscheidet sich anhand der folgenden Faktoren:
- Dem Stromverbrauch
- Dem Anteil des Stromverbrauchs, der durch die PV-Anlage gedeckt werden soll
- Einspeiseanlage oder Inselanlage?
- Den Witterungs- und Lichtverhältnissen
Ihr Stromverbrauch sollte Ihnen als Anhaltspunkt dienen, um die benötigte Leistung Ihrer Anlage einzuschätzen. Hier können Sie Ihren Stromverbrauch berechnen.
Möchten Sie Ihren Stromverbrauch mit Ihrem selbst erzeugten Strom vollständig abdecken, können Sie mit den folgenden Orientierungswerten arbeiten:
Ein kWp deckt auf das Jahr gerechnet maximal etwa 1.000 kWh ab. Weil Sonnenstunden in Deutschland sehr unregelmäßig sind, ist es besser eine Anlage zu installieren, deren Maximalleistung deutlich mehr Strom produziert als Ihr Stromverbrauch. Wenn Ihr Jahresverbrauch also 3.000 kWh beträgt, sollte Ihre PV-Anlage über eine Leistung von mindestens 3,5 kWp oder 4 kWp haben. Rechnet man mit 6 qm je kWp benötigen Sie für dieses Vorhaben insgesamt 21 - 24 qm Dachfläche.
Denken Sie über eine Inselanlage nach, benötigen Sie noch wesentlich mehr Leistung. Hier wird der Strombedarf nämlich vollkommen autonom, ohne zusätzlichen, externen Strom gedeckt. Weil Inselanlagen nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden sind, erhalten Sie bei Inselanlagen keine Einspeisevergütung. Hier erfahren Sie alles über Inselanlagen.
Leben Sie in sehr bewölkten Regionen, in denen die Sonne kaum scheint, können Sie mit derselben Nennleistung eine geringere Energiemenge erzeugen. Zu weiteren Defiziten kann es durch eine schlechte Ausrichtung oder Verschattung kommen. Mehr über den Einfluss von Beschattung und Wetter können Sie hier erfahren.
Hier können Sie sich auch unverbindlich beraten lassen:
2. Wie viel Platz haben Sie auf Ihrem Dach?
Sind Sie sich über die gewünschte Leistung im Klaren, sollten Sie nun darüber nachdenken, wie Sie die Vorstellung Wirklichkeit werden lassen. Ein limitierender Faktor ist nämlich die Größe Ihres Daches. Genau genommen geht es dabei um die Dachfläche, die für eine Installation von Solarpanels geeignet ist.
Wie Sie im vorherigen Abschnitt gelesen haben, unterscheiden sich die Arten von Solarzellen in ihrem Wirkungsgrad. Verfügen Sie über eine ausreichend große Dachfläche, um die gewünschte Leistung zu erzeugen, können Sie beispielsweise die günstigeren Solarmodule aus Polykristallin verwenden (6-7qm / kWp). Bei weniger Platz müssen Sie ggf. auf die teureren, aber effizienteren monokristallinen Module zurückgreifen (5-6qm / kWp).
Um das Ganze für Sie zu vereinfachen, können Sie im Solarcheck ganz einfach ermitteln, welche Optionen für Sie infrage kommen. Hier geht’s zum Solarcheck.
3. Gibt es limitierende Faktoren, die auf die Solarmodule einwirken?
Auch Faktoren wie Ausrichtung, Verschattung, Klima und Statik des Daches können einen Einfluss auf die Kaufentscheidung haben. Besteht Ihr Dach zum Beispiel aus Reet, Schiefer oder Blech, ist es meistens nicht möglich, Solarmodule anzubringen.
Wenn Ihr Dach aus Stabilitätsgründen nicht viel Gewicht tragen kann, ist eine PV-Anlage oft keine gute Option. Alternativ lassen sich ggf. Dünnschichtmodule installieren, die sehr leicht sind.
Wenn Ihr Dach nicht nach Süden ausgerichtet ist oder Sie Verschattung haben, brauchen Sie in der Regel mehr Module, um die gewünschte Strommenge abzudecken.
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4. Legen Sie besonderen Wert auf die Optik?
Seit einigen Jahren spielt die Ästhetik eine große Rolle im Kaufprozess. Schwarze oder dunkle Solarmodule werden immer beliebter. Schwarze Solarmodule, auch PV-Module Full Black bezeichnet, bestehen nicht nur aus einem dunklen Rahmen, auch die Zellen selbst und die Rückseitenfolie sind schwarz.
Grundsätzlich kosten schwarze PV-Module etwas mehr als herkömmliche blaue Module. Dennoch lohnt es sich, mehrere Angebote zu vergleichen. Aufgrund von Überkapazität oder Modellwechsel gibt es manchmal Sonderangebote.
5. Welches Budget steht Ihnen zur Verfügung?
Im letzten Schritt des Kaufprozesses sollten Sie schauen, inwiefern Ihre Vorstellungen Ihrem Budget entsprechen. Der Preis je Modul liegt derzeit zwischen 120 und 340 €. Tatsächlich gibt es jedoch saisonale Preisschwankungen. Aufgrund sinkender Nachfrage aus China sinkt der Preis für Solarmodule in den Wintermonaten leicht. Hier erfahren Sie alles über die Kosten von Solaranlagen.
Es ist hilfreich einen Gesamtkostenplan für die Anschaffung Ihrer Solaranlage aufzustellen, da Sie bei der Anschaffung der Solarzellen natürlich auch weitere Fixkosten, wie Wechselrichter, Montagegestell und Installationskosten berücksichtigen sollten. Möchten Sie die Gesamtkosten auf Grundlage der gewünschten Nennleistung berechnen, können Sie hierbei mit einem Wert zwischen 1.100 und 1.300 € pro kWp rechnen.
Ihre Liquidität reicht nicht aus, um eine PV-Anlage in der gewünschten Form zu bezahlen? Heutzutage gibt es neben günstigen Krediten und Photovoltaik Förderungen auch innovative Finanzierungsmodelle wie z. B. die Miete.
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Der Vorteil im Miet-Modell liegt darin, dass Sie vom ersten Tag an von den Vorteilen einer Photovoltaikanlage profitieren, die Kosten dafür aber nur ratenweise über einen festgelegten Zeitraum anfallen. Oft liegen die die monatlichen Raten sogar unter den Strompreisen, die man sonst ohne PV-Anlage an den Stromversorger zahlen würde.
Interessiert am Miet-Modell? Hier können Sie prüfen, ob es auch für Sie infrage kommt:
Der perfekte Standort eines Solarpanels
Ideal ist ein sonniges Klima mit wenig Wolken und Nebel. Auch die Abwesenheit von Schatten, beispielsweise durch Bäume oder Gebäude, spielt eine große Rolle. Nicht unterschätzen sollten Sie die optimale Ausrichtung nach Süden und den perfekten Aufstellwinkel von 30 Grad.
Dachflächen sind meistens nicht direkt nach Süden ausgerichtet und der Neigungswinkel beträgt selten genau 30 Grad. Daher sind Flachdächer oft besser geeignet, denn hier kann man den Winkel und die Ausrichtung genauestens auswählen und feinjustieren. Wie bereits erwähnt wirkt sich starke Wärme negativ auf die Leistung eines Solarpanels aus. Deshalb sind niedrigere Temperaturen und etwas Wind sehr gut für die Optimierung und Aufrechterhaltung des Wirkungsgrades einer Solaranlage.
Außerdem sollte auf die Möglichkeit der Beschmutzung durch Sand oder Erde geachtet werden. Genauso schlecht ist die Bedeckung des Solarpanels durch Schnee. Dieser sollte gut abrutschen können und sich auch nicht unterhalb des Solarpanels stauen.
Zwar sind Deutschlands südliche Bundesländer aufgrund Ihrer vielen Sonnenstunden sehr gut für Solaranlagen geeignet, aber tatsächlich lohnt sich eine Solaranlage fast überall.
Häufig gestellte Fragen
Wie viel kostet ein Solarpanel?
Die Kosten für ein Solarpanel hängen von der Art und Leistung ab. Monokristalline Module kosten zwischen 200 - 340 €, polykristalline Module zwischen 150 - 250 €, und Dünnschichtmodule zwischen 120 - 220 €. Mehr Informationen.
Wie viel CO2 kann ich jährlich einsparen, wenn ich eine Solaranlage mit einer Kapazität von 5 kWp in Deutschland installiere?
In Deutschland kann eine Solaranlage mit einer Kapazität von 5 kWp jährlich etwa 4.000 bis 5.000 Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugen. Da die Erzeugung von 1 kWh Strom aus fossilen Brennstoffen im Durchschnitt etwa 0,5 kg CO2 verursacht, würde eine solche Solaranlage jährlich etwa 1.800 bis 2.300 kg CO2 einsparen. Diese Einsparung entspricht dem CO2-Ausstoß eines durchschnittlichen Autos, das etwa 10.000 bis 12.500 Kilometer im Jahr fährt. Die Installation einer Solaranlage trägt somit erheblich zur Reduzierung des persönlichen CO2-Fußabdrucks bei und unterstützt die globalen Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels.
Ist die Installation von Solarpanels in Deutschland eine sinnvolle Investition?
Ja, die Installation von Solarpanels in Deutschland ist eine sinnvolle Investition. Trotz der anfänglichen Kosten können Solarpanels langfristig Geld sparen, die Abhängigkeit von externen Stromlieferanten verringern und zur Reduzierung von CO2-Emissionen beitragen. Die Sonneneinstrahlung in Deutschland ist ausreichend für den effektiven Betrieb von Solarpanels, und es gibt Photovoltaik Förderprogramme die die Wirtschaftlichkeit erhöhen können. Die Installation unterstützt zudem die nationalen Bemühungen zur Energiewende und trägt zu einer nachhaltigeren Zukunft bei.
Wie funktioniert die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom in einem Solarpanel?
Photovoltaikanlagen nutzen den photoelektrischen Effekt, um Licht in elektrische Energie umzuwandeln. Die klassische Solarzelle besteht aus dem Halbleiter Silizium. Dieses Metall hat die besondere Eigenschaft, sich durch die elektromagnetische Strahlung des Sonnenlichts aufzuladen. Durch ein Schichtensystem wird die Ladung gebündelt und zu nutzbarem Strom umgewandelt.
Wie ist ein Solarpanel aufgebaut?
Ein Solarpanel besteht aus verschiedenen Schichten, einschließlich einer Frontglasscheibe, einer Kunststoffschicht, Solarzellen, einer Antireflektionsschicht, Photonen- und Elektronen-Gitter, und einer Kombination aus Kunststoff- und Glasplatte. Diese Schichten werden von einem Aluminiumrahmen umschlossen.
Ab wann lohnt es sich, sich Solarpanels anzuschaffen?
Ob sich eine PV-Anlage lohnt, ist sehr stark von der individuellen Situation abhängig. Folgende Checkliste gibt einen Überblick, ab wann sich Photovoltaik häufig lohnt:
- Sie verbrauchen jährlich mindestens 2.000 bis 3.000 kW/h
- Ihr Dach besteht nicht aus Blech, Bitumen, Reet oder Schiefer
- Sie sind Eigentümer Ihres Hauses (als Mieter haben Sie keine Bauerlaubnis)
- Ihr Dach ist weitgehend unbeschattet
Unser Tipp:
Bei Enpal können Sie eine Solaranlage mit Speicher und Wallbox mieten. Dazu bietet Ihnen Enpal das Rundum-Sorglos-Paket, bei dem Sie von der Beratung bis zur Installation von unserem Team begleitet werden. Das Beste daran: Sie brauchen sich weder um die Planung, Finanzierung, Installation oder Versicherung, noch um Wartung oder Reparatur der Anlage zu kümmern.
Nach zwanzig Jahren schenken wir Ihnen die Anlage quasi für einen symbolischen Euro. Unverbindliche Anfrage schicken.
Bei Enpal besteht zudem die Möglichkeit, flexibel zwischen Miete oder Kauf der Anlage zu wählen.
Hier können Sie herausfinden, ob sich eine PV-Anlage auch für Ihr Haus lohnt:
