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Photovoltaik (Stromerzeugung)

Was ist Photovoltaik?

Mit Photovoltaik nutzen Sie die Lichtenergie der Sonne, um Strom mit Solarzellen zu erzeugen. Bereits der Name Photovoltaik deutet auf den Vorgang hin: Das griechische Wort „Phos“ steht für Licht, Voltaik leitet sich von der elektrischen Spannung "Volt" ab. Für die Umwandlung der Lichtenergie der Sonne in Strom brauchen Sie ein Photovoltaikmodul mit Solarzellen darauf! Diese Solarzellen sind in einer Reihe geschaltet und erzeugen erst einmal Gleichstrom. Damit Sie den in Ihrem Haushalt nutzen können, muss ein sogenannter Wechseltrichter ihn aber noch in Wechselstrom umwandeln – und Sie müssen keinen oder weniger Strom von externen Anbietern zukaufen. Bei entsprechender Größe Ihrer Solaranlage können Sie sogar Strom ins Netz einspeisen!

Photovoltaikanlage im Set sofort betriebsbereit

Im Shop von Klimaworld.com finden Sie die passenden Komponenten für den kleinen "Heimgebrauch" auf dem Balkon, Dach oder auch im Garten: Von kompletten Photovoltaikanlagen in Form von Mini Solaranlagen, über Zubehör wie Wechselrichter oder Steuergeräte, bis hin zu Photovoltaik-Modulen unterschiedlicher Größe. Die Kosten dafür variieren je nach Größe, bzw. Solarzellen und Leistung in Kilowatt Interessant sind die kleinen Lösungen vor allem, da Sie dafür keine Verträge mit Ihrem Stromanbieter abschließen müssen und auf die EEG Umlage verzichten können.

Photovoltaikanlagen – Was sie bringen und was sie kosten

Auf dem Markt für PV-Anlagen ist es nicht immer ganz einfach als Laie. So stellt sich die Frage nach dem Sinn einer und den Kosten für eine Photovoltaikanlage ebenso, wie Fragen zum Stromspeicher, der offiziellen Anmeldung der PV-Anlage, Einsatzmöglichkeiten oder zur Einspeisevergütung. Klimaworld.com hat die wichtigsten Fragen für Sie unter den Artikeln zusammengefasst.  

Benötigen Sie eine individuelle Anlage, Halterungen oder Beratung? Fragen Sie uns gerne unter info@klimaworld.com oder 0 36 01 - 40 89 22 300 

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Wie groß sollte meine Anlage sein und was kostet sie?

Größer ist immer besser, aber gilt das auch für Photovoltaikanlagen? Kurze Antwort: Nein. Jedoch gibt es fünf wesentliche Punkte, die es bei der Planung einer neuen Solaranlage zu beachten gilt: Bedarf, Fläche, Bauart, Zielsetzung und Wirtschaftlichkeit. Sehen wir uns gemeinsam an, was das genau bedeutet.

  1. Der Bedarf
    Ist das Ergebnis aus Ziel und Wirtschaftlichkeit. Um eine vernünftig dimensionierte Photovoltaik-Anlage zu planen, ist es elementar, den eigenen Stromverbrauch zu kennen. Ein System aus 14 Paneelen mit je 310 Watt, in südlicher Ausrichtung und einem Idealwinkel zwischen 30 und 40 Grad, erzeugt pro Jahr rund 4.700 Kilowattstunden (kWh). Das entspricht in etwa dem Verbrauch einer vierköpfigen Familie. Ein System dieser Größenordnung hätte einen Flächenbedarf von 24 m². 
    Unser Rat: Zur Bestimmung des tatsächlichen, individuellen Verbrauches lohnt sich ein Blick auf die letzten Stromrechnungen. Nach Möglichkeit sollten diese einen längeren Zeitraum abdecken, da der Stromverbrauch je nach Jahreszeit variiert.
  2. Die Fläche
    Der klassische Platz für eine Solaranlage ist das Hausdach. Es stellt die logische und faktische Begrenzung der Anlagengröße dar. Jedoch ist in den wenigsten Fällen die komplette Dachfläche auch geeignet für die Anbringung eines privaten Solarkraftwerks. Um die tatsächlich möglichen Dimensionen der Anlage zu errechnen, bedarf es deshalb eines Fachmannes.
  3. Die Bauart
    Grundsätzlich wird bei PV-Modulen zwischen mono- und polykristallinen Modulen unterschieden. Die Variante aus einem einzigen Siliziumkristall (Einkristall = monokristallin) ist zwar etwas teurer als die aus mehreren Siliziumkristallen bestehende Alternative (polykristallin). Der Monokristall überzeugt jedoch durch seine Widerstandsfähigkeit, Langlebigkeit und Effizienz.
  4. Die Zielsetzung
    Was soll mit dem Bau einer Photovoltaikanlage erreicht werden? Soll der erzeugte Strom zur Deckung des Bedarfs konstanter Stromfresser dienen, der Eigenverbrauch bestmöglich bedient oder so viel Strom wie möglich in das öffentliche Netz überführt und somit ein finanzieller Ertrag erwirtschaftet werden? Die Antwort auf diese Frage beeinflusst die Größe der geplanten Anlage nachhaltig.
  5. Die Wirtschaftlichkeit
    Hier schließt sich der Kreis und wir kehren zur Frage nach der Gültigkeit von „Größer ist immer besser“ zurück. Ja, je größer die Photovoltaikanlage ist, desto größer ist der Prozentsatz des Eigenbedarfs, der damit abgedeckt werden kann. Eine 100%ige Abdeckung ist in der Regel aber unrentabel. Das Solarkraftwerk ist in Anschaffung, Montage und Wartung schlicht zu teuer.

Als Faustregel für PV-Anlagen gilt: Eine Abdeckung zwischen 60 und 80 % des Eigenbedarfes ist ideal.
Bevor eine konkrete Zahl hinsichtlich der zu erwartenden Kosten genannt werden kann, bedarf es noch einer wichtigen Begriffsklärung. Die Frage, die sich stellt, lautet „Was ist ein kWp?“.

Was ist ein kWp?

Die Einheit Watt Peak (Watt Spitze) beschreibt die von Solarzellen erbrachte, maximale elektrische Leistung unter Standard-Testbedingungen. Die Bezeichnung ist im Bereich der Photovoltaik zwar sehr gebräuchlich, allerdings nicht normgerecht.

Je kWp ist mit einer Stromerzeugung zwischen 800 und 1.200 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr zu rechnen – abhängig von der regionalen Lage, auch innerhalb Deutschlands. Für 1 kWp wird in der Regel eine Fläche von rund 7m² benötigt. Module mit einem höheren Wirkungsgrad benötigen jedoch weniger Fläche. Mit den monokristallinen PV-Modulen von Klimaworld bei uns im Shop benötigen Sie beispielsweise nur circa 5,3 m². Für Privathaushalte reichen also Photovoltaikanlagen, die zwischen 3 und 10 kWp Leistung erbringen.
Fazit: Geht es rein um den Anschaffungspreis, so beläuft sich dieser bei einer Anlagengröße zwischen 10 und 15 kWp auf gut 16.000 Euro. Pro kWp sind mit Kosten zwischen 1.000 und 1.200 Euro zu rechnen.

Lohnt sich ein Akku als Speicher und wieviel kostet mich das mehr?

Es liegt in der Natur der Sache, dass die Stromproduktion aus Sonnenenergie bestimmten Schwankungen unterliegt. Scheint die Sonne stärker und länger, gibt es mehr Strom. Nimmt die Sonneneinstrahlung ab, geht auch die Energieproduktion zurück. Fortschritte in der Speichertechnologie haben diesen Nachteil gegenüber konventionellem Strombezug nach und nach verringert. Die Besitzer einer Photovoltaikanlage sind heute nicht mehr in dem Maß von den Wetterverhältnissen abhängig, als sie das noch vor einiger Zeit waren. Aber wie teuer ist ein derartiger Akku, und wann lohnt sich die Anschaffung?

Am Beginn der Privatgebrauchs-Ära waren Photovoltaikanlagen rein netzgekoppelt. Der erzeugte, aber nicht verbrauchte Anteil wurde ins öffentliche Netz eingespeist, vom Netzbetreiber gab es dafür eine Einspeisevergütung. Die ist abhängig von der Leistung der installierten Anlage und beträgt bei Systemen bis zu 10 kWp 8,64 Cent (Stand Oktober 2020). Die Einspeisevergütung sinkt seit 2012 allerdings kontinuierlich, in manchen Fällen ist die Überführung des erzeugten Stromes in das öffentliche Netz knapp dran, ein Nullsummenspiel oder gar ein Minusgeschäft zu werden. Deshalb überwiegen heute bei Neuerrichtung die netzgekoppelten Anlagen mit separatem Speicher. Nicht verbrauchter Strom wird gespeichert und kann zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden. Die Menge des von großen Anbietern bezogenen Stromes sinkt so um bis zu 60 %.

Komplette Unabhängigkeit:
Während bei einer netzgekoppelten Anlage mit Stromspeicher weiterhin eine Anbindung an das öffentliche Stromnetz besteht, arbeitet eine Inselanlage (oder Off-Grid-System) komplett autark. Die Häuser hängen nicht am Netz, sondern werden gänzlich mit selbst erzeugtem Solarstrom versorgt. Die Akkus müssen derart dimensioniert sein, dass sie die Versorgung der Wohneinheit für eine bestimmte Zeit, meist zwischen drei und fünf Tagen, gewährleisten.

Welche Arten von Solarstromspeichern gibt es?

Aktuell existieren auf dem Markt drei relevante Varianten von Speichern: Lithium-Akkus, Blei-Säure-Akkus (Bleiakkumulator) und Gel-Akkus, wobei die letzten beiden hauptsächlich bei Inselanlagen zum Einsatz kommen. Die Akkuvarianten unterscheiden sich in mehreren Punkten. Während Blei-Akkus deutlich preiswerter sind, haben sie in allen anderen Kategorien das Nachsehen. Lithium-Speicher sind mit 6.000 Ladezyklen nicht nur deutlich langlebiger (Blei: 300 - 500), sie können auch bis zu 90 % des gespeicherten Stroms nutzen (Blei: 50 %). Abgesehen davon ist Blei ein ausgesprochen giftiges Material. Gel-Akkus weisen mit circa 3.000 etwa halb so viele Ladezyklen auf wie Lithium-Akkus – doch können sie ebenfalls nur zu 50% entladen werden, wie die Bleiakkus auch.

Wann lohnt sich die Anschaffung eines Solarstromspeichers?

Sollte einer oder mehrere der folgenden Punkte auf Sie zutreffen, dann lohnt sich die Installation eines Akkus mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit. Das ist dann der Fall, wenn...

  • die komplette Anlage neu installiert wird oder bereits wurde.
  • der erzeugte Strom hauptsächlich dem Eigenbedarf dient.
  • eine größere Unabhängigkeit von den großen Stromerzeugern angestrebt wird.
  • sichergestellt werden soll, dass der verbrauchte Strom auch tatsächlich „grün“ ist und aus erneuerbaren Quellen stammt.
  • Sie sich für einen Akku mit hoher Lebensdauer entscheiden.

Info:
Existiert bereits eine Photovoltaikanlage ohne Speicher, lohnt sich die Nachrüstung aus finanzieller Sicht erst nach Ablauf der garantierten Einspeisevergütung, abhängig vom Datum der Errichtung der Anlage.

Wie teuer ist ein Solarstromspeicher?

Die Installation einer Photovoltaikanlage an sich ist aus finanzieller Sicht schon kein kleines Unterfangen. Durch die Addition eines Stromspeichers kommt nochmals eine nicht unbedeutende Summe dazu. Abhängig von Faktoren wie Speicherkapazität und Lebensdauer bewegen sich die Preise für entsprechende Akkus zwischen 5.000 und 20.000 Euro, zum Beispiel das Solax Speicher Set T-BAT H 5.8 bei uns im Shop. Die Rede ist hier von Speichern für Einfamilienhäuser. Auf dem Markt gibt es aber natürlich auch entsprechend große Akkus für Mehrfamilienhäuser oder den gewerblichen Gebrauch.
Mit der Anschaffung allein ist es allerdings noch lange nicht getan. Der Solarstromspeicher muss noch eingebaut und ans System angeschlossen werden. Natürlich kosten auch diese Arbeiten Geld. Abhängig vom Aufwand bzw. der benötigten Materialien (Verkabelung) bewegt sich der Preis in der Regel zwischen 900 und 3.500 Euro.

Was ist die Einspeisevergütung, und wie lange wird sie ausbezahlt?

Im Rahmen der Verabschiedung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (kurz: EEG) vor 20 Jahren, wurde die sogenannte Einspeisevergütung eingeführt. Sie legt fest, dass die Betreiber von Photovoltaikanlagen für die Einspeisung des von ihnen erzeugten Stroms in das öffentliche Netz vom Netzbetreiber Geld erhalten. Diese Regelung wurde auf 20 Jahre begrenzt, zu diesem Zeitpunkt installierte Anlagen werden somit nur noch bis zum 31.12.2020 gefördert. Für später installierte Anlagen gilt der Monat der Inbetriebnahme als Ausgangspunkt.
Nach Ablauf der Förderung haben Besitzer von Photovoltaikanlagen grundsätzlich drei Möglichkeiten. Entweder sie nutzen den erzeugten Strom komplett selbst, verkaufen ihn an Dritte, oder bauen die Anlage ab. Fortgesetzte Einspeisung ins Netz, ohne die Kenntnis des Netzbetreibers, wäre illegal. Soll der erzeugte Strom an Dritte verkauft und/oder weiterhin ins Netz eingespeist werden, sind im Vorfeld unbedingt alle rechtlichen Maßnahmen dahingehend zu ergreifen.

Können Balkon-Photovoltaikanlagen ohne Anmeldung installiert werden?

Ganz ohne Meldung geht es nicht. Aber: Die Kleinstanlage – auch Balkon-Modul, Plug-in-Anlage oder Stecker-Solaranlage genannt – ist jene Variante einer Photovoltaikanlage, deren Installation den geringsten bürokratischen Aufwand mit sich bringt. Alles was Sie tun müssen, ist die Installation der Anlage der Bundesnetzagentur zu melden und einen Sperrzähler einzubauen. Darauf folgt eine Eintragung in das Marktstammdatenregister. Wollen Sie die Kleinstanlage wieder entfernen, müssen Sie die Eintragung wieder entfernen. Darüber hinaus sollten Sie Ihren Netzbetreiber von der Installation in Kenntnis setzen.

Diese Regelung gilt allerdings lediglich, wenn Sie den erzeugten Strom zur Gänze selbst verbrauchen. Möchten Sie ihn ins Netz einspeisen, ist das sehr wohl meldepflichtig. Allerdings sind die durch Kleinanlagen generierten Mengen so gering, dass eine Einspeisung mehr Kosten als finanzielle Nutzen mit sich bringen würde.

Kann ich mit Photovoltaik auch Warmwasser bereiten?

Im Gegensatz zur Solarthermie, einem Verfahren, das gezielt auf die Erzeugung von Wärme aus Sonnenergie ausgerichtet ist, galt Photovoltaik lange Zeit als auf Stromgewinnung begrenzt. Diese Zeiten sind aber längst vorbei. Denn: Auch mit einer Photovoltaikanlage lässt sich Warmwasser erzeugen.
Wie das funktioniert? Relativ einfach. Der per Photovoltaik erzeugte Strom erhitzt ein im Warmwasserspeicher montiertes Heizelement, und das erwärmt wiederum das Wasser. Einfach, direkt, ohne Umwege, und vor allem: Ohne Anmeldung. Der Heizstab fungiert dabei als eine Art Heizsieder! Bei uns im Shop finden Sie mit ein bereits fertig zusammengestelltes PV-Komplettsystem zur Warmwasserbereitung.

Wann rechnet sich eine Photovoltaikanlage?

Die Beantwortung dieser Frage hängt davon ab, was Sie als Kunde mit ihrem selbst produzierten Solartstrom zu tun gedenken. Möchten Sie eine möglichst hohe Selbstversorger-Quote erreichen, oder soll der Großteil des Stroms in das öffentliche Netz eingespeist und somit zu Geld gemacht werden? Dazu kommen noch die Investitionskosten und die Stromgestehungskosten (also all jene Kosten, die bei der Umwandlung von erneuerbaren Energien in Strom entstehen).
Verglichen mit Strom, der von einem Anbieter bezogen wird, ist Strom aus der Solaranlage deutlich billiger. Berechnung des Fraunhofer-Institutes aus dem Jahr 2018 zufolge betrugen die Gestehungskosten (also alle für die Erzeugung aufzubringen Kosten) einer kWh Solarstrom damals zwischen 7,2 Cent (Süddeutschland) und 11,5 Cent (Norddeutschland). Als Berechnungsgrundlage dienten Kleinanlagen. Der durchschnittliche Netzstrompreis betrug im selben Jahr knapp unter 30 Cent.
Liegt der Beispielrechnung die Annahme zugrunde, dass der Strompreis auch in den kommenden Jahren steigt, und wird die Lebensdauer der Anlage mit 20 Jahren veranschlagt, können durch Eigenverbrauch mehr als 10.000 Euro gespart werden. Amortisiert hätte sich eine derartige Anlage bereits nach neun Jahren.
Aus rein ökologischer Sicht rechnet sich die Anschaffung einer Photovoltaikanlage übrigens vom ersten Tag an.