Hinweis: Dieser Text basiert auf einem Transcript des Videos. Also schaut das Video an.
Du überlegst, dir eine Solaranlage anzuschaffen?
In diesem Artikel lernst du:
- Wie eine Solaranlage funktioniert
- Wann es sich lohnt eine Solaranlage aufzustellen
- Tipps zu Solaranlagen
Was sind Photovoltaik Anlagen?
Mit Solaranlagen sind meistens Photovoltaikanlagen gemeint. Es gibt aber auch noch
Solarthermie Anlagen, das sind Anlagen mit denen Wasser erwärmt wird. In diesem Artikel geht aber aber um Photovoltaikanlagen, bei denen mit der Hilfe von Sonnenenergie Strom erzeugt wird.
Und wenn du jetzt in Physik gut aufgepasst hast, dann weißt du noch, dass die
Welt aus kleinen Kügelchen besteht. In diesem Fall sprechen wir von Photonen. Das sind die kleinen Licht-Kügelchen Und wir sprechen von Elektronen. Das sind die Strom-Kügelchen.
Wie funktionieren Photovoltaik Anlagen?
Extrem vereinfacht gesagt, treffen die Photonen auf Elektronen. Und die Solarzellen, in dem sich die Elektronen befinden, sind so aufgebaut, dass sie nur eine Einbahnstraße sind.
Die Elektronen können also nur in eine Richtung. Und die müssen dann die weiteren Elektronen anschubsen. Die schubsen sie dann einmal rum und gehen hintenrum wieder durch eine Leitung und kommen wieder auf der ursprünglichen Seite von der Solarzelle an. Und wenn sich Strom durch eine Leitung bewegt, dann entstehnt elektrische Spannung und damit kann man Geräte betreiben.
Elektrische Spannung wird in Volt gemessen, deshalb heißt es auch Photovoltaik.
Damit ist Physik erst mal abgehakt.
Kommen wir zur praktischen Umsetzung.
Wann lohnt es sich eine Solaranlage auzustellen?
Solarzellen brauchen vor allem eins. Sonne, jede Menge Sonne.
Jetzt denkst du vielleicht, ab in die Wüste, da sollten wir alle Solarzellen aufstellen.
Und ja, in der Wüste gibt es mehr Sonne. Es wird auch mehr Solarstrom erzeugt, aber nur doppelt so viel Strom im Vergleich zu Deutschland.
Und auch der Standort innerhalb von Deutschland ist gar nicht so entscheidend. Die besten Standorte wie zum Beispiel München und die schlechtesten Standorte wie das Sauerland, die haben gerade mal ein Unterschied von 20 % mehr oder weniger Leistung.
Einen viel größeren Unterschied als der Standort macht die Ausrichtung der Solarzellen.
Da gilt natürlich eine Ausrichtung im Süden ist am besten, dann kommen Osten und Westen, wobei die sich nicht viel tun, was man aber meiden sollte ist eine Ausrichtung Richtung Norden, weil jeder weiß, „da ist die Sonne nie zu sehen“.
Dann spielt auch die Neigung eine Rolle, ob sie jetzt so flach auf dem Boden liegen oder ob sie jetzt senkrecht an der Wand sind. Das macht einen großen Unterschied.
Die optimale Neigung ist, wenn man eine Solarzelle in Richtung Süden und dann mit 30 % Neigung, also im Grunde genommen so wie die Sonne im Durchschnitt des Tages an uns vorbei sieht, das ist die Sonne im 90 Grad Winkel auf die Solarzelle trifft. Das ist optimal. Und dass es da Unterschiede gibt, wie viel Energie jetzt je nach Neigung erzeugt wird, ist auch der Grund, warum wir Solarzellen meistens aufs Dach packen und ziemlich selten an die Wand.
Wenn man das an die Wand packen würde, dann würde man ungefähr 40 % der Leistung verlieren gegenüber diesem optimalen Winkel.
Wie viel Energie lässt sich mit einer Photovoltaikanlage erzeugen?
In der Theorie könnten wir Deutschland 1050 Kilowattstunden pro Jahr pro Quadratmeter erzeugen. Aber das ist nur ein theoretischer Wert, weil es gibt an ganz vielen Stellen Verluste. In der Praxis sind es ungefähr 150 bis 200 Kilowattstunden pro Quadratmeter. Glücklicherweise gibt es auch schon Forschungsprojekte. Denen ist es gelungen, schon mehr als das Doppelte pro Quadratmeter zu erzeugen 400-600 kW/qm. Ich bin auch sehr optimistisch, dass wir da mit der Zeit immer und immer mehr Energie von diesen maximal möglichen 1050 Kilowattstunden pro Quadratmeter einfangen können.
Die 3 Feinde von Solaranlagen
1. Die Schatten
Wenn ein Schatten auf einen Solarpanel fällt, also keine direkte Sonneneinstrahlung da ist, dann verlieren wir ungefähr zwischen 40 und 90 % der Leistung. Das ist auch der Grund, warum die Solarzellen meistens auf dem Dach sind oder im Freien stehen und eben nicht irgendwo mitten in der Fußgängerzone stehen, wo es einfach rundum Schatten gibt.
2. Die Nacht
Wenn keine Sonne scheint, dann gibt es auch keinen Strom. So einfach ist das.
3. Der Winter
Es liegt einfach daran, dass zum einen die Sonnenstrahlung nicht so intensiv bei uns ankommt, einfach weil sie flacher auf die Erde scheint. Und der zweite Punkt ist, dass wir auch deutlich längere Nächte haben. Also auch da spielt die Nacht eine große Rolle und wir haben im Sommer ungefähr sechsmal so viel Strom durch Solarzellen, wie im Winter.
Die Schwächen von Solaranlagen
Tag und Nacht, aber auch Sommer und Winter sorgen für die größten Nachteile von so einer Solaranlage. Und ich möchte das jetzt an einem Beispiel erklären, am Beispiel von einem Kühlschrank. Denn theoretisch würde ein Quadratmeter ausreichen, um einen modernen Kühlschrank mit Eisfach zu betreiben, also 200 Kilowattstunden im Jahr. Ist er da, der ungefähre Verbrauch, mit dem man rechnen muss? Das Problem ist nur, dass der Kühlschrank auch nachts Strom braucht. Wobei der Kühlschrank ist immer noch ein ziemlich gutes Beispiel, denn der Kühlschrank verbraucht im Sommer deutlich mehr Strom als im Winter. Also da ist schon mal ein Vorteil vom Kühlschrank. Wenn man sich jetzt aber zum Beispiel eine Wärmepumpen Heizung anschaut, die braucht natürlich im Winter viel Strom, während sie im Sommer gar keinen Strom braucht. Und da geht es halt auseinander, wann der Strom erzeugt wird und wann der Strom verbraucht wird.
Ein weiteres Beispiel ist auch ein Fernseher. Die meisten Leute gucken abends Fernsehen oder auch die Waschmaschine. Die Waschmaschine wird meistens auch erst abends angeschmissen oder morgens früh. Aber die wenigsten haben halt die Möglichkeit, dass sie im Homeoffice arbeiten und dann während im langweiligen Meeting irgendwie noch mal die Wäsche waschen können. Von daher ist der Stromverbrauch und die Stromerzeugung bei Solarzellen meistens nicht eins zu eins übereinander. Jetzt denkst du dir vielleicht Ach, kein Problem, ich verkaufe einfach tagsüber meinen Strom an die Industrie und kaufe ihn dann abends zurück. Tja, falsch gedacht. Weil du kannst den Strom nicht zu dem selben Preis verkaufen. Du bekommst deutlich weniger Geld für deine Einspeisung als du selber bezahlen muss, wenn du den Strom von deinem Stromanbieter kaufst.
Speicher für Solaranlagen
Und was ist jetzt mit Akkus? Also Akkus funktionieren super um den Strom, der am Vormittag erzeugt wieder tagsüber erzeugt wird und den abends zu verwenden. Der reicht auch noch für ein zwei Tage, in denen es mal dunkel ist. Aber er reicht lange nicht dafür, um den Strom, den du im Sommer erzeugst, dann im Winter zu verwenden. Dafür sind die Akkus noch viel zu teuer. Dann gibt es noch die Möglichkeit, mit einem Wärmespeicher zu arbeiten. Der ist ziemlich simpel. Das ist einfach nur Wasser. In einem isolierten Behälter kannst du vielleicht von deiner Heizung viele Häuser schon verbaut. Und wenn du den Strom, der tagsüber erzeugt wird, nutzt, um das aufzuwärmen, dann kannst du das Wasser zum Beispiel abends beim Duschen oder wenn du ein Bad nimmst oder sonst irgendwie verwenden, abends und am nächsten Morgen hast also schon mal ein bisschen mehr Energie in die Nacht und den Abend reingebracht,
Elektroautos als Solarstrom Speicher
Einer der besten Speicher für deinen Solarstrom hat 4 Reifen. Es ist ein Elektroauto, denn während so eine Wallbox, das sind die Akkus, die du dir zu Hause aufstellt, die haben meistens so um die zehn kW. Dann ist Schluss. Das lohnt sich überhaupt nicht mehr. So ein Auto verbraucht aber 20 kW auf 100 Kilometern. Das heißt, ein Elektroauto hat 60 bis 100 Kilowattstunden Akku. Und ja, du kannst also super die Solarenergie von deinem Dach nutzen und ein Elektroauto zu laden. Und wenn du jetzt mal genau hingehört, „Puchhh!“ Wie krass ist das denn? Du kannst mit dem Strom, der in einem Elektroauto ist, deine Wohnung für mehrere Wochen betreiben. Dasselbe gilt auch für einen Benziner. Mit einem vollen Tank könntest du deine Wohnung für mehrere Wochen mit Energie versorgen. Also das ist krass, was da für die Mobilität gerade an Energie verbraucht wird.
Was kostet eine Solaranlage
Die Preise verändern sich gerade sehr, sehr schnell und deshalb verlinke ich hier ein Video, in dem ich nur auf die Preise eingehe. Ich werde jetzt mal ein paar Tipps geben, die dir grundsätzlich bei der Planung helfen. Also die Preise von so einer Solaranlage setzen sich aus zwei Sachen zusammen. Das eine ist die Technik, dazu gehören die Module, dazu gehört ein Wechselrichter, die Anpassung an deinem Haus, Strom, noch die ganze Montage, die dazu gehört. Vielleicht noch ein Zähler, der eingebaut werden muss. Und auf der anderen Seite eben die Montage, also die Personen, die das Ganze aufs Dach bringen. Und dabei gilt Wenn du einmal die Techniker auf dem Dach hast, dann ist es nicht teuer, ein weiteres Modul zu installieren. Es ist teuer, die ganze Anfahrt, die Planung und dann halt einfach ein einzelnes Modul aufs Dach zu bringen. Das ist sehr teuer. Jedes weitere Modul kostet dann ja in den Gesamtkosten weniger. Und dann gilt: am besten rechnet sich eine Solaranlage, wenn du möglichst Strom selber verbrauchen kannst. Also wenn du die Möglichkeit hast, deine Waschmaschine und dein Geschirrspüler und die ganzen energieintensiven Geräte dann zu betreiben, wenn auch die Sonne scheint oder die ein Elektroauto lädst. Und nur über die Einspeisung wirst du in den seltensten Fällen deine Anlage refinanzieren können. Das funktioniert fast nie.
Akkus lohnen sich im Moment noch nicht, sondern das ist eher so eine Lifestyle Entscheidung, weil man es gerne möchte und nicht weil es sich am besten rechnet. Aber ich würde davon ausgehen, dass die Preise für Akkus sinken, weil einfach gerade durch die Elektroautos so viele Produktionskapazitäten aufgebaut werden. Das wird sich auch auf die Preise auswirken.
Balkonkraftwerke als Einstieg in die Solaranlagen
Den besten Hebel im Moment bieten Balkon Kraftwerke. Das sind Solarzellen, die man einfach an seinem Balkon anbringt. Vorausgesetzt natürlich, dass der Balkon in die richtige Richtung zeigt. Denn dort kann man sich die ganzen Montagekosten sparen und man braucht keinen Akku. Man braucht vieles am Haus. Strom muss man gar nicht machen, weil man einfach die Energie, also die erzeugen auch nicht so viel Energie, sind aber auch nicht so teuer und man kann die gesamte Energie eigentlich durch diesen Grund verbrauchen, zum Beispiel durch den Kühlschrank verbrauchen und muss nichts einspeisen und hat dadurch alles, was man dort an Energie erzeugt, zum möglichst hohen Kosten, nämlich zu den Kosten, die man sonst im Stromnetz bezahlen müsste.