Solarkraft: Sonnenenergie selbst nutzen

Solarkraft gewinnen: Photovoltaik und Solarkraftwerke

Solarkraft oder Solarstrom lässt sich heute mit unterschiedlichsten Technologien gewinnen. Die größte Verbreitung hat dabei die Photovoltaik, die auch auf vielen Hausdächern zum Einsatz kommt. Darüber hinaus gibt es aber auch große Solarkraftwerke, die jedes Jahr mehrere hundert Gigawattstunden (GWh) Strom liefern.

Photovoltaik und Stromspeicher: Solarkraft auf Vorrat

Photovoltaikanlagen bestehen einfach beschrieben aus Solarmodulen, Wechselrichtern und Batteriepeichern. Erstere setzen sich aus vielen einzelnen Solarzellen zusammen. Sobald das Licht der Sonne auf die Zellen scheint, produzieren diese Solarkraft. Es entsteht Gleichstrom, den Wechselrichter anschließend in Wechselstrom umwandeln. Auf diese Weise lässt sich die Solarkraft im eigenen Haus nutzen oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen.

Ein Problem der Solartechnik: Während Sonnenenergie nur am Tage zur Verfügung steht, benötigen Haushalte auch abends und nachts Strom. Um dem gerecht zu werden, kommen Stromspeicher zum Einsatz. Die Systeme nehmen überschüssige Solarkraft am Tage auf und halten diese bis in die Nacht vor. Auf diese Weise laufen die Geräte im Haushalt auch dann noch mit kostenfreier Solarenergie, wenn die Sonne längst untergegangen ist.

Übrigens: Wie effizient die Solartechnik funktioniert, hängt unter anderem von der Art der Solarzellen ab. Während Dünnschichtzellen mit dem geringsten Wirkungsgrad und den niedrigsten Kosten verbunden sind, arbeiten die teuren monokristallinen Zellen am effektivsten. Das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bieten Solarmodule aus polykristallinen Solarzellen. Diese erreichen Wirkungsgrade von 12 bis 16 Prozent und kommen bei den meisten Anwendungen zum Einsatz.

Solarkraftwerke: Solartechnik im großen Stil

Während Photovoltaikanlagen meist Solarkraft für einen Haushalt gewinnen, leisten Solarkraftwerke mehr. Sie erreichen nicht selten eine Leistung von mehreren hundert Megawatt und können ganze Regionen mit Sonnenenergie versorgen. Zum Einsatz kommen dabei unterschiedlichste Technologien. So zum Beispiel großflächige Photovoltaikanlagen auf Freiflächen, Solarkraftwerke mit Parabolspiegeln oder Solartürme. Die folgende Tabelle stellt die bekanntesten Systeme kurz vor. 

Die größten Anlagen zur Erzeugung von Solarkraft kommen heute in Amerika, Afrika und Spanien zum Einsatz. Sie arbeiten mit Turmanlagen oder Parabolrinnen und leisten bis zu 392 Megawatt. In Deutschland sind überwiegend Photovoltaikkraftwerke zu finden. Die größten erreichen dabei eine Leistung von 145 Megawatt.

Sonnenenergie zuhause nutzen: Lohnt sich das?

Ja! Mit sinkenden Anlagenkosten lohnt es sich heute immer mehr, Solarkraft im eigenen Haus einzusetzen. Denn die Solarenergie ist (abgesehen von den Anschaffungskosten der Anlagen) weitestgehend kostenfrei. Sie entsteht ohne schädliche CO2-Ausstöße und trägt damit einen großen Teil zum Klimaschutz bei. Außerdem erlangen Hausbesitzer mit Solartechnik auf dem Dach eine immer größere Unabhängigkeit von öffentlichen Stromversorgern und steigenden Strompreisen.

Aber: Solarkraft vom eigenen Dach lässt sich nicht überall sinnvoll nutzen. Voraussetzung ist eine günstige Ausrichtung des eigenen Hauses und eine ausreichend große, unverschattete Dachfläche. Erfüllt das eigene Gebäude die Anforderungen nicht, können Hausbesitzer Solarkraft zumindest von einem Ökostromanbieter beziehen. Das Gleiche gilt auch für Mieter, die abgesehen von Balkon-Solaranlagen keine Solartechnik installieren können.

Nutzen lässt sich die Solarkraft dabei ganz unterschiedlich. Neben einfachen Photovoltaikanlagen zur Stromeinspeisung gibt es dabei Speichersysteme mit hoher Eigennutzungsrate. Moderne und energieeffizient sanierte Gebäude versorgen sich darüber hinaus annähernd autark mit kostenfreier Solarenergie.

Nutzen einer Photovoltaikanlage zur Einspeisung in das öffentliche Netz

Als die Photovoltaik in Deutschland an Bekanntheit gewann, speisten viele Hausbesitzer den Sonnen-Strom in das öffentliche Netz ein. Grund dafür war eine sehr hohe Einspeisevergütung von über 50 Cent pro Kilowattstunden. Die Förderung wurde eingeführt, um den Ausbau der Photovoltaik und die Weiterentwicklung der Solartechnik voranzutreiben. Genau wie heute bekamen Hausbesitzer die Vergütung auch damals für einen Zeitraum von 20 Jahren zugesichert. Mit sinkenden Photovoltaik-Kosten schraubte die Regierung die Einspeisevergütung für Neuanlagen immer weiter herunter. So gibt es heute nur noch 9,44 Cent pro Kilowattstunde Solarkraft, die Hausbesitzer in das öffentliche Stromnetz einspeisen. Der Strompreis ist hingegen immer weiter gestiegen, sodass es heute wirtschaftlicher ist, wenn Hausebsitzer Strom selbst erzeigen und zu einem Großteil im eigenen Haus verbrauchen.

Ohne Stromspeicher liegt die Eigenverbrauchsrate bei etwa 20 bis 30 Prozent. Während die Solarkraft Haushaltsgeräte am Tage mit Energie versorgt, gehen 70 bis 80 Prozent des Stroms in das öffentliche Netz. Etwas höher ist die Eigenverbrauchsrate mit intelligenten Haushaltsgeräten oder dann, wenn Verbraucher Solarkraft über eine Heizpatrone in den Warmwasserspeicher einspeisen.

Übrigens: Die Eigenverbrauchsrate beschreibt, wie viel des selbst erzeugten Solarstroms tatsächlich im eigenen Haus bleibt. Sie hängt unter anderem vom Stromverbrauch, von der Leistung der Solartechnik und der Größe eines Stromspeichers ab.

Solarkraft mit einem Stromspeicher rund um die Uhr im Haushalt nutzen

Heute lohnt es sich immer mehr, die Photovoltaik mit Stromspeicher auszustatten. Die Batterie nimmt überschüssige Solarkraft am Tage auf und gibt die Sonnenenergie auch nachts an die Verbraucher im Haushalt ab. Die Eigenverbrauchsrate lässt sich dabei nicht selten auf über 60 Prozent steigern und Hausbesitzer sparen deutlich mehr. Neben immer weiter sinkenden Preisen und modernen Technologien wie den Redox-Flow-Batterien spricht auch eine attraktive Stromspeicher-Förderung für den Einsatz der Systeme.

Energieautarke Häuser mit Solartechnik und elektrischen Heizsystemen

Verliert das eigene Haus durch eine effiziente Bauweise nur wenig Wärme, lässt es sich annähernd autark mit Solarkraft versorgen. Zum Einsatz kommen dabei überwiegend zwei Konzepte:

• Solartechnik und Wärmepumpe: Hierbei versorgt die Photovoltaikanlage eine Wärmepumpe mit Strom. Die umweltfreundliche Heizung macht Wärme aus der Luft, der Erde oder dem Wasser dann mithilfe der elektrischen Energie zum Heizen nutzbar.  
• Solarkraft für die Elektroheizung: Hier gibt es kein konventionelles Heizsystem. Denn eine elektrische Strahlungsheizung bringt die Wärme komfortabel in Wohnräume ein. Sie versorgt sich zu einem großen Teil mit Solarkraft, setzt aber vor allem im Winter auch auf Netzstrom. Da die Stromheizung ohne Wärmeverteilung, Wartung oder Schornsteinfeger funktioniert, ist sie in vielerlei Hinsicht besonders interessant.

Beide Systeme nutzen Solarkraft für die Heizung. Sie setzen ein energiesparend gebautes oder saniertes Haus voraus und beziehen oft auch Strom aus dem öffentlichen Netz. Wirtschaftlich interessant ist dabei die Nutzung einer Strom-Cloud. Dabei speisen Hausbesitzer im Sommer überschüssige Solarenergie in das öffentliche Netz ein. Im Winter bekommen sie Solarkraft dann zu günstigeren Konditionen von ihrem Cloud-Anbieter.

Ausblick: Zahlen zur Solarkraft in Deutschland

In Deutschland ist die Solartechnik eine der beliebtesten Möglichkeiten zum Klimaschutz. Bis Ende 2018 gab es über 1,7 Millionen Photovoltaikanlagen, die insgesamt eine Spitzenleistung von 46 Gigawatt (GWp) erbrachten. Mit 46,3 Terawattstunden Solarkraft deckten die Anlagen 2018 rund 8 Prozent des deutschen Strombedarfs. Damit konnte die Solartechnik deutschlandweit über 1 Milliarde Euro an Brennstoffkosten einsparen. Aber auch die Speicher für Solarkraft gewinnen an Beliebtheit: Denn bis Ende 2018 wurden insgesamt bereits rund 120.000 Stück installiert.

(Quelle: Statistische Zahlen der deutschen Solarstrombranche (Photovoltaik); BSW-Solar im März 2019)