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Photovoltaik

Wie funktionieren Photovoltaikanlagen?

Was ursprünglich für die Stromversorgung von Weltraum-Satelliten entwickelt wurde, findet sich heute an immer mehr Dächern. Solarzellen wandeln Sonnenlicht in elektrischen Strom um - und sind dabei eine der saubersten Energiequellen.

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Funktionsweise einer Photovoltaikanlage

Sonnenlicht ist Energie, aber wie Solarzellen aus Sonnenlicht elektrischen Strom erzeugen ist ein relativ aufwändiger Prozess: Jede Photovoltaik-Anlage basiert auf dem sogenannten "Inneren photoelektrischen Effekt", der unter anderem in Halbleitern wie etwa Silizium auftritt. Treffen Sonnenstrahlen auf einen Halbleiter, erhöht sich dessen elektrische Leitfähigkeit. Der sogenannte Photostrom beginnt zu fließen.  Solarmodule sind im Prinzip die Aneinanderreihung von einzelnen Solarzellen.

Schlüsselelement Silizium

Die meisten heute auf unseren Dächern eingesetzten Solarmodule verwenden Halbleiter aus Silizium - ein chemisches Element, das in der Natur in gebundener Form sehr häufig vorkommt. Bis in das Jahr 2005 wurde für Solarzellen Silizium verwendet, das bei der Produktion von Computerchips angefallen war, doch seit dem Photovoltaik-Boom werden eigene Silizium-Arten für die solare Energiegewinnung produziert.

Dünn oder dick?

Je nachdem welche Silicium-Art für eine Solaranlage verwendet wird, spricht man von monokristallinen, polykristallinen oder amorphen Siliziumzellen. Die monokristallinen Siliziumzellen haben den höchsten Effizienzgrad, sind damit am leistungsfähigsten, haben eine ausgereifte Technologie und zugleich am teuersten. Im Einsatz auf dem Dach weisen sie einen Wirkungsgrad bis zu 20 Prozent auf. Günstiger sind polykristalline Siliziumzellen, die einen Wirkungsgrad bis zu 16 Prozent erreichen.

Taschenrechner und Fassaden

Monokristalline und polykristalline Siliziumzellen zählen zu den Dickschicht-Zellen, amorphe Siliziumzellen gehören dagegen in die Dünnschicht-Kategorie.  Der Wirkungsgrad von amorphen Siliziumzellen  liegt lediglich zwischen fünf und sieben Prozent. Meist werden sie in Taschenrechnern oder Armbanduhren eingesetzt, aber auch auf großflächigen Hausfassaden.  Bei amorphen Zellen wird eine Siliziumschicht auf eine Glasplatte aufgetragen - die zugrundeliegende Technologie ist damit relativ einfach.

Gleichstrom - und dann?

Der Strom-Output einer Photovoltaik-Anlage ist vor allem auch von den Lichtverhältnissen abhängig. Solarmodule erzeugten lediglich Gleichstrom - wer mit dem Strom vom Dach seine Küchengeräte betreiben will oder ihn in das öffentliche Stromnetz einspeisen möchte, benötigt einen Wechselrichter. Dieser verwandelt Gleichstrom in Wechselstrom und macht die Energie vom Dach dadurch erst richtig nutzbar. Entscheidend beim Wechselrichter ist auch hier der Wirkungsgrad und damit verbunden die Frage, wie viel bei der Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom verloren geht. Gute Wechselrichter haben einen Wirkungsgrad von über 95 Prozent.

Wie hoch sind die Preise für Photovoltaik in Österreich?

Die Kosten für PV-Module hängen von der Anlagengröße ab. Am teuersten ist der Durchschnittspreis für eine Anlage mit 1 bis 10 kWp. Ein kWp kostet ab 1.500 Euro. Werden mehr als 500 kWp für Photovoltaik benötigt, sind die Kosten mit ca. 1.300 Euro pro kWp deutlich geringer. Für ein Einfamilienhaus reichen für gewöhnlich 5 kWp aus, d.h. der Stromspeicher würde etwa 7.500 Euro kosten. Gemeinsam mit den Installationsarbeiten für eine Inselanlage liegen die Gesamtkosten bei ca. 10.000 Euro.

Vor allem für Neubauten ist das umweltfreundliche Speichersystem sicher eine gute Idee, da auch andere Energiegewinnungsarten teuer sind. Die Preise sind nicht allzu viel höher, dafür profitiert der Eigentümer aber nach einiger Zeit von einer Amortisation der Anschaffungskosten.

So haben sich die Preise für 1 kwp zwischen 2012 und 2015 entwickelt

Die Preise, die noch vor 10 Jahren für 1 kwp gezahlt werden mussten, sind heute kaum mehr vorstellbar. 2007 kostete eine fertig installierte Anlage mehr als 4.000 Euro pro kWp, heute sind es nur mehr ca. 1.400 Euro. Seit 2012 ist der Preissturz deutlich geringer geworden, was angesichts der ohnehin niedrigen Preise aber verständlich ist.

Mit dem Photovoltaik-Rechner das beste Angebot herausfinden

In Österreich gibt es viele verschiedene Hersteller der nachhaltigen Elektrotechnik. Die Preise für ein Speichersystem unterscheiden sich teilweise recht stark, was aber in erster Linie davon abhängt, welches Zubehör inklusive ist. Ein Powerrouter und ein Batteriespeicher treiben den Preis in die Höhe, ebenso wie jedes Solarmodul, das mehr montiert wird. Deshalb ist es sehr zu empfehlen, für den Vergleich Komplettpakete inklusive Montage zu wählen.

So beantragen Interessenten eine Förderung für Photovoltaik

Egal, ob die Montage in Eigenregie erfolgen soll oder ein Energieanbieter damit beauftragt wird, in jedem Fall sollten die möglichen österreichischen Förderungen beantragt werden. Es gibt Förderungen vom Staat, von den Bundesländern und häufig auch von den Gemeinden. Wer das Maximum aus seinem Sonnenspeicher herausholen möchte, sollte eine professionelle Energieberatung in Anspruch nehmen. Der Energieberater weiß bestens über die Möglichkeiten, die Einreichtermine und die Rahmenbedingungen Bescheid.

Wie mit Photovoltaik ein Ertrag erzielt werden kann

Wer seinen Solarstrom ins öffentliche Stromnetz einspeisen möchte, benötigt einen Stromzähler. Dieser misst den an die jeweilige Stromgesellschaft verkauften Solarstrom in Kilowattstunden. Dazu ist es natürlich auch interessant, wie viel Solarstrom für den Eigenverbrauch verwendet wurde. Dazu dient ein weiterer Bezugszähler. Stromgesellschaften, die eine PV-Anlage anbieten, sind teilweise zur Abnahme des überschüssigen Stroms gesetzlich verpflichtet. Deshalb ist es bei der Wahl des Anbieters ratsam, sich über die angebotene Einspeisevergütung zu informieren. Pro kWh sind zwischen 3,225 und über 9 Cent möglich. Besonders in der Steiermark, im Burgenland und in Niederösterreich lohnt sich das Einspeisen. Umgekehrt können Haushalte, in denen der Stromspeicher für den Eigenverbrauch nicht ausreicht, vom öffentlichen Stromnetz Strom beziehen. Häufig wird auf diese Weise die Solarenergie auch nur entweder für Strom oder für Warmwasser genutzt. Dabei ist der aktuelle Strompreis des Energielieferanten zu zahlen.

Wer den Strom am Dach auch nachts nutzen möchte, sollte sich über ein System aus Akkumulatoren Gedanken machen. Elektro-Autos bieten dabei eine optimale Möglichkeit, überschüssige Energie vom Dach zu nutzen.

Erfahrungsberichte über Photovoltaik aus dem Forum

Wer sich überlegt, eine Photovoltaikanlage zu installieren, sollte nicht nur die Angebote der Hersteller miteinander vergleichen. Auch die vielen verschiedenen Foren im Internet können eine wichtige Informationsquelle sein. Vor allem deshalb, weil hier Nutzer relativ objektiv von ihren praktischen Erfahrungen berichten.