Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in elektrischen Strom um. Die Solarmodule auf dem Dach erzeugen dabei Gleichstrom, der anschließend für den Haushalt nutzbar gemacht wird.

Wie entsteht Strom aus Sonnenlicht?

Die Solarmodule bestehen aus Solarzellen. Treffen Sonnenstrahlen auf diese Zellen, entsteht elektrische Energie.

Dieser Vorgang wird als Photovoltaik bezeichnet.

Selbst bei bewölktem Himmel wird weiterhin Strom erzeugt – allerdings mit geringerer Leistung.

Welche Bestandteile gehören zu einer Photovoltaikanlage?

Eine Photovoltaikanlage besteht in der Regel aus:

  • Solarmodulen
  • Wechselrichter
  • Unterkonstruktion
  • Verkabelung
  • optionalem Stromspeicher
Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, damit der Strom im Haushalt genutzt werden kann.

Wie funktionieren Solarmodule?

Solarmodule wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Sie bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die bei Sonneneinstrahlung Gleichstrom erzeugen. Dieser Strom wird anschließend über den Wechselrichter für den Haushalt nutzbar gemacht.

Was macht ein Wechselrichter?

Der Wechselrichter wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Erst dadurch kann der Strom für Haushaltsgeräte genutzt oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Der Wechselrichter gilt daher als zentrale Schaltstelle der Photovoltaikanlage.


 

Warum braucht man eine Unterkonstruktion?

Die Unterkonstruktion sorgt dafür, dass die Solarmodule sicher und dauerhaft auf dem Dach befestigt werden. Sie gleicht Unebenheiten aus, hält Wind- und Wetterbelastungen stand und ermöglicht eine optimale Ausrichtung der Module zur Sonne.

Wofür ist die Verkabelung wichtig?

Die Verkabelung verbindet alle Komponenten der Photovoltaikanlage miteinander. Sie transportiert den erzeugten Strom von den Solarmodulen zum Wechselrichter und anschließend zu den Verbrauchern im Haus, zum Stromspeicher oder ins öffentliche Netz.


 

Lohnt sich ein Stromspeicher?

Ein Stromspeicher kann sinnvoll sein, wenn möglichst viel selbst erzeugter Solarstrom genutzt werden soll. Überschüssige Energie wird gespeichert und steht später – beispielsweise am Abend oder in der Nacht – zur Verfügung. Dadurch steigt der Eigenverbrauch und die Unabhängigkeit vom Stromversorger.

Wie wird der erzeugte Strom genutzt?

Der von Ihrer Photovoltaikanlage erzeugte Solarstrom wird immer zuerst dort genutzt, wo gerade Strom benötigt wird. Dadurch können viele elektrische Geräte im Haushalt direkt mit selbst erzeugter Energie versorgt werden, ohne dass Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen werden muss.

Je mehr dieser Verbraucher während der Stromproduktion genutzt werden, desto höher ist der Eigenverbrauch. Das verbessert die Wirtschaftlichkeit Ihrer Photovoltaikanlage und reduziert die laufenden Stromkosten.

Wird mehr Strom erzeugt als im Haushalt gerade benötigt wird, gibt es zwei Möglichkeiten: Der Überschuss kann in einem Stromspeicher zwischengespeichert oder automatisch in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Ein Stromspeicher ermöglicht es, den tagsüber erzeugten Solarstrom auch in den Abendstunden oder nachts zu nutzen. So steigt der Eigenverbrauch weiter und die Abhängigkeit vom Stromversorger sinkt.

Ziel einer modernen Photovoltaikanlage ist es daher, möglichst viel des selbst erzeugten Stroms auch selbst zu nutzen. Eine sorgfältige Planung der Anlagengröße und – wenn sinnvoll – eines Stromspeichers hilft dabei, dieses Ziel zu erreichen.

💡 Unser Tipp

Je mehr Strom Sie direkt selbst verbrauchen, desto weniger Strom müssen Sie aus dem öffentlichen Netz beziehen. Ein hoher Eigenverbrauch steigert die Wirtschaftlichkeit Ihrer Photovoltaikanlage und macht Sie unabhängiger von steigenden Strompreisen.

Auf einen Blick

Wo wird der Solarstrom genutzt?

Der selbst erzeugte Strom kann viele Geräte im Haushalt direkt mit Energie versorgen.

💡 Beleuchtung
Lampen und LED-Beleuchtung können tagsüber direkt mit Solarstrom betrieben werden.

🧺 Waschmaschine & Trockner
Laufen diese Geräte bei Sonnenschein, erhöht sich der Eigenverbrauch deutlich.

🍽️ Geschirrspüler
Auch der Geschirrspüler kann optimal mit selbst erzeugtem Strom betrieben werden.

❄️ Kühlschrank & Gefrierschrank
Diese Geräte laufen rund um die Uhr und nutzen tagsüber automatisch den erzeugten Solarstrom.

🚗 Wallbox für das E-Auto (optional)
Wer sein Elektroauto tagsüber lädt, kann einen großen Teil des Ladestroms selbst erzeugen.

🌡️ Wärmepumpe (optional)
In Kombination mit einer Wärmepumpe lässt sich ein großer Teil des Energiebedarfs mit Solarstrom decken.

🔋 Stromspeicher
Überschüssiger Strom wird gespeichert und steht später – beispielsweise am Abend oder in der Nacht – zur Verfügung.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Ja. Auch bei bewölktem Himmel oder leichtem Regen erzeugt eine Photovoltaikanlage weiterhin Strom. Zwar ist die Leistung geringer als bei direkter Sonneneinstrahlung, dennoch nutzen moderne Solarmodule auch diffuses Tageslicht zur Stromerzeugung. Dadurch produziert eine PV-Anlage an fast jedem Tag des Jahres elektrische Energie.

Produziert die Photovoltaikanlage mehr Strom, als aktuell im Haushalt benötigt wird, wird dieser zunächst – sofern vorhanden – in einem Stromspeicher gespeichert. Ist der Speicher vollständig geladen, wird der überschüssige Solarstrom automatisch in das öffentliche Stromnetz eingespeist und vergütet.


 

Ja. Auch im Winter erzeugen Photovoltaikanlagen Strom. Die Erträge fallen zwar geringer aus als im Sommer, da die Tage kürzer und die Sonneneinstrahlung schwächer sind. Gleichzeitig arbeiten Solarmodule bei kühlen Temperaturen besonders effizient, sodass sonnige Wintertage durchaus gute Erträge liefern können.

Der Wechselrichter wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in haushaltsüblichen Wechselstrom (AC) um. Erst dadurch kann der Solarstrom für Haushaltsgeräte genutzt, in einem Stromspeicher gespeichert oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Er gehört zu den wichtigsten Bestandteilen jeder Photovoltaikanlage.

Überschüssiger Solarstrom wird in einem Batteriespeicher zwischengespeichert. Der gespeicherte Strom kann später genutzt werden – beispielsweise am Abend, in der Nacht oder bei schlechtem Wetter. Dadurch erhöht sich der Eigenverbrauch und die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz sinkt.

Ja. Der selbst erzeugte Solarstrom wird immer zuerst dort genutzt, wo gerade Strom benötigt wird. Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Waschmaschine, Geschirrspüler, Beleuchtung oder eine Wärmepumpe können direkt mit Solarstrom betrieben werden. Erst überschüssige Energie wird gespeichert oder eingespeist.


 

Nachts erzeugen Solarmodule keinen Strom, da kein Sonnenlicht vorhanden ist. Ist ein Stromspeicher vorhanden, wird zunächst der gespeicherte Solarstrom genutzt. Reicht dieser nicht aus, bezieht der Haushalt automatisch Strom aus dem öffentlichen Stromnetz.


 

Ja. Auch Dächer mit Ost- oder Westausrichtung eignen sich häufig sehr gut für eine Photovoltaikanlage. Zwar werden etwas geringere Jahreserträge erzielt als bei einer Südausrichtung, dafür verteilt sich die Stromproduktion gleichmäßiger über den Tag. Dadurch kann der Eigenverbrauch in vielen Haushalten sogar steigen.

Bereits normales Tageslicht reicht aus, damit eine Photovoltaikanlage Strom erzeugt. Direkte Sonneneinstrahlung sorgt jedoch für höhere Erträge. Moderne Solarmodule arbeiten deshalb auch an bewölkten Tagen zuverlässig und liefern über das gesamte Jahr hinweg elektrische Energie.

Standardmäßig schalten sich Photovoltaikanlagen bei einem Stromausfall aus Sicherheitsgründen automatisch ab. Mit einer geeigneten Notstrom- oder Ersatzstromlösung sowie einem kompatiblen Stromspeicher können ausgewählte Verbraucher oder sogar das gesamte Haus weiterhin mit Strom versorgt werden.

Moderne Solarmodule erreichen heute Wirkungsgrade von über 20 Prozent. Sie nutzen sowohl direkte Sonneneinstrahlung als auch diffuses Licht und liefern über viele Jahre zuverlässig Strom. Hochwertige Module arbeiten selbst nach 25 bis 30 Jahren noch mit einem Großteil ihrer ursprünglichen Leistung.

Eine hochwertige Photovoltaikanlage hat in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 25 bis 30 Jahren. Viele Anlagen produzieren sogar deutlich länger zuverlässig Strom. Wechselrichter oder Batteriespeicher können je nach Nutzung früher ausgetauscht werden, während die Solarmodule selbst oft noch viele Jahre leistungsfähig bleiben.

Die Stromproduktion hängt von der Größe der Anlage, der Dachausrichtung und dem Standort ab. In Deutschland erzeugt eine Photovoltaikanlage durchschnittlich etwa 900 bis 1.100 Kilowattstunden Strom pro installiertem Kilowattpeak (kWp) und Jahr. Eine 10-kWp-Anlage kann somit jährlich rund 9.000 bis 11.000 Kilowattstunden Strom erzeugen.

Nein. Photovoltaikanlagen gelten als besonders wartungsarm. Eine regelmäßige Sichtprüfung sowie eine gelegentliche Reinigung der Solarmodule reichen häufig aus. Viele moderne Anlagen verfügen zusätzlich über ein Monitoring-System, das die Leistung kontinuierlich überwacht und mögliche Störungen frühzeitig erkennt.

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