Solarenergie

Solarenergie: Strom und Wärme mit solarer Energie

Solarenergie: Strom und Wärme mit solarer Energie
5 (100%) 4 Stimmen

An einem einzigen Tag schickt die Sonne mehr Energie auf die Erde, als die gesamte Menschheit in einem Jahr verbrauchen könnte.

Zu Spitzenzeiten reicht die Solarenergie bereits jetzt aus, um mehr als 50 Prozent des deutschen Energiebedarfs zu decken. Mit Solarstrom- und Solarwärme-Anlagen im eigenen Zuhause könnt ihr die Energiewende einfach selbst in die Hand nehmen.

Wie das funktioniert und ob es sich lohnt Solarenergie zum Heizen oder zur Stromerzeugung zu nutzen, verraten wir in den folgenden Abschnitten.

Zunächst: Was ist das tolle an Solarenergie?

die-energie-der-sonne

Die Sonne: Unbegrenzte, erneuerbare Energien
© S_E / shutterstock.com

Solarenergie ist eine erneuerbare Energie, weil sie ständig in der Sonne neu erzeugt wird. Dazu ist ihre Nutzung sehr umweltschonend, da es während dessen zu keiner direkten Freisetzung von Schadstoffen (wie CO2, etc.) kommt.

Eigentlich beziehen wir schon lange einen Großteil unserer Energie aus der Sonne. Denn auch die fossilen Rohstoffe, die in Heizungen und Kraftwerken zu Strom und Wärme umgewandelt werden, bestehen aus gespeicherter Solarenergie. Schließlich sind Öl und Gas einmal Pflanzen gewesen, welche die Energie der Sonne zum Wachstum genutzt haben. Nur ist dies schon Jahrtausende her.

Probleme mit fossilen Energiequellen

Raubbau an der Natur: Die Gewinnung von Kohle, Gas und Öl geschieht unter einem immensen Eingriff in die Natur. Dieser Raubbau an der Natur wird meistens ohne Rücksicht auf die Folgewirkungen durchgeführt. Lebensräume und Biodiversitäten werden damit vernichtet.

CO2-Schock für das Klima: Die Erderwärmung gilt als bewiesen und 99% aller Wissenschaftler sind sich einig, dass die Menschheit einen großen Einfluss auf diese Erwärmung hat. Vor allem die Massive Emission von CO2 macht dem Klima zu schaffen. Durch die Erderwärmung verändern sich Lebensräume so schnell, dass sich Pflanzen und Tiere nicht anpassen können, zudem kommt es vermehrt zu Wetterkatastrophen und dem Steigen des Meerespiegels.

Endlichkeit erhöht den Preis: Da diese Rohstoffe nur begrenzt auf der Erde vorhanden sind, werden ihre Vorkommen früher oder später zur Neige gehen. Bereits einige Zeit vorher werden sich die Kosten der immer knapper werdenden Energiequellen so stark erhöhen, dass Energie zu einem Luxusgut werden könnte.

Vorteile von Solarenergie

Eine Möglichkeit dieser Entwicklung vorzubeugen ist die direkte Nutzung der Solarenergie. Denn diese ist unerschöpflich und ohne klimaschädliche CO2-Ausstöße sogar sauber.

Solarenergie…

  • schont Ressourcen und Umwelt
  • ist unendlich vorhanden (erneuerbar)
  • kommt ohne klimaschädliche CO2-Emission aus
  • verursacht im Grunde keine laufenden Kosten
  • und erzeugt daher eine hohe Planungssicherheit der zukünftigen Energiekosten

Im Vergleich zu vielen anderen Technologien kommen Solaranlagen auch fast ohne laufende Kosten aus. Das heißt, einmal installiert, produzieren sie über ihre Lebenszeit hinweg Strom oder Wärme, ohne dass regelmäßig Brennstoffe zugekauft und verbraucht werden müssen. Ein Vorteil, durch den deine Energiekosten in den nächsten 10 bis 20 Jahren sehr sicher vorhersagbar sein werden.

Sie möchten Ihr Haus sanieren?

kostenlose Angebote

regionale Fachbetriebe

100% unverbindlich

Angebote einholen

Achtung, du kannst die Solarenergie auf zwei Arten nutzen:

  1. Photovoltaik für Strom
  2. Solarthermie für Warmwasser + Heizungsunterstützung

Heute gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die unerschöpfliche Solarenergie technisch nutzbar zu machen. Für den Einsatz in den eigenen vier Wänden eignen sich dabei vor allem Photovoltaik– und Solarthermieanlagen. Der größte Unterschied besteht dabei in der Energieform, in die die Solarenergie umgewandelt wird.

solarenergie-photovoltaik-und-solarthermie

© Mile Atanasov / shutterstock.com

Photovoltaik-Anlagen nutzen das Licht der Sonne, um über einen physikalischen Prozess Strom zu erzeugen. Dieser kann im eigenen Haushalt verbraucht, und/oder in das öffentliche Netz eingespeist werden.

Solarthermie-Anlagen wandeln die mit der Strahlung transportierte Energie der Sonne dagegen direkt in Wärme. Über in den Solar-Kollektoren erhitztes Wasser kann diese dabei die Heizungsanlage unterstützen oder warmes Trinkwasser (Dusche, etc.) erzeugen.

 

1. Die Photovoltaik-Anlage

Photovoltaik-Anlagen erzeugen Elektrizität, also Strom, aus der Solarenergie der Sonne. Jeder kennt die blau-schwarzen Modulplatten auf Hausdächern und auch in größeren Freiflächen.

photovoltaik-strom-aus-solarenergie

© Caroline Eibl / shutterstock.com

Eine besondere Herausforderung der Photovoltaik in Eigenheimen ist die zeitliche Verschiebung von Erzeugung und Nutzung dieser erneuerbaren Energien. Denn während die Solarenergie überwiegend am Tage gewonnen wird – nämlich dann, wenn die Sonne scheint – wird der meiste Strom eher am Abend verbraucht. Die Folge: Der selbst erzeugte Solarstrom wird überwiegend in das öffentliche Netz eingespeist.

Mit der Weiterentwicklung von so genannten Stromspeichern – kompakten Geräten, die den Solarstrom über mehrere Stunden einlagern – kann der Anteil des selbst genutzten Stroms jedoch deutlich erhöht werden. Der Solarspeicher im Keller ermöglicht die abendliche Nutzung des während des Tages erzeugten Stroms.

Und das lohnt sich immer mehr: Denn gegenüber der Einspeisevergütung von 12,31 Cent, die heute für eine ins öffentliche Netz eingespeiste Kilowattstunde Solarstrom gezahlt wird, spart jede selbst genutzte Kilowattstunde fast 28 Cent. Das ist nämlich der durchschnittliche Preis des Stroms, den der Besitzer einer PV-Anlage nun nicht mehr vom Versorger beziehen muss. Allerdings kostet doe PV-Anlage und der Speicher natürlich erst einmal Geld.

Die große Frage für jeden Eigenheimbesitzer ist daher:

Wann lohnt sich eine Photovoltaikanlage im Eigenheim?

Eine typische Photovoltaikanlage für einen Vier-Personen-Haushalt mit einem Strombedarf von 4.500 Kilowattstunden pro Jahr, hat eine Spitzenleistung von etwa 5 Kilowatt. Zusammen mit einem Speicher, der etwa 4 Kilowattstunden Solarenergie einlagern kann, entstehen dabei folgende Kosten.

Kosten einer Photovoltaikanlage und Stromspeicher
PV-Anlage mit 5 kWp
(inkl. Kollektoren, Wechselrichter, Zubehör und Montage)
ca. 7.500 €
Lithium-Ionen-Speicher mit 4 kWh ca. 7.000 €
Speicherförderung (KfW-Programm 275, 22% Tilgungszuschuss) ca. 1.540 €
Gesamtinvestition ca. 12.960 €

Durch einen Stromspeicher steigt die Rate des selbst genutzten Stroms auf über 60 Prozent. Da somit dieser Strom nicht mehr aus dem öffentlichen Netz bezogen werden muss, können bei einem Strompreis von rund 28 Cent je Kilowattstunde jedes Jahr etwa 760 Euro eingespart werden (60% von 4.500 kWh = 2.700 kWh * 0,28€ = 756 Euro eingespart).

Der nicht selbst genutzte Strom wird hingegen in das öffentliche Netz eingespeist und aktuell mit 12,31 Cent je Kilowattstunde vergütet. Daraus entsteht ein zusätzliche Ertrag von rund 220 Euro im Jahr (40% von 4.500 = 1.800 kWh * 0,1331€ = 221,58€). Nachfolgende Tabelle zeigt die Einsparungen einer Photovoltaikanlage:

Einsparungen einer Photovoltaikanlage
Einsparung durch nicht zugekauften Strom (28 ct/ kWh) ca. 760 €/ Jahr
Ertrag durch Einspeisevergütung (12,31 ct/ kWh) ca. 220 €/ Jahr
Summe der Einsparungen im ersten Jahr ca. 980 €
Summe der Einsparungen im 10. Jahr (bei 2% Strompreissteigerung) ca. 1.125 €
Summe der Einsparungen im 20. Jahr (bei 2% Strompreissteigerung) ca. 1.325 €
Gesamtsumme der Einsparungen über 20 Jahre (2% Preissteigerung) ca. 22.800 €
Amortisationszeit eine PV-Anlage mit Speicher 13 bis 15 Jahre

In unserem, realistischen Beispiel wird also eine PV- Anlage mit Speicher für rund 13.000 Euro installiert und spart über eine Zeit von 20 Jahren insgesamt 22.800 Euro ein.

2. Die Solarthermie-Anlage

Auch Solarthermie-Anlagen ernten die kostenfreie Solarenergie am Tage. Die gespeicherte Wärme wird dabei jedoch nicht, wie bei der PV-Anlage in einem Batterie-, sondern in einem solaren Wasserspeicher gepuffert.

Solarthermie-waermeaus-solarenergie

© Hill120 / shutterstock.com

Solarthermie-Anlagen erzeugen warmes Brauchwasser, aus der Solarenergie der Sonne. In den länglichen Kollektorstäben auf dem Dach fließt ein Fluid, das die Wärme der Sonnenstrahlen aufnimmt und an den Pufferspeicher im Heizungsraum abgibt. Diese Wärme kann dann entweder nur für das Brauchwasser (Wasserhähne und Dusche etc.) oder gar zur Unterstützung der Heizung genutzt werden. In beiden Fällen muss damit die Heizung weniger Arbeit übernehmen und laufende Kosten für das Heizen (Gas, Öl, etc.) werden eingespart.

Wann lohnt sich eine Solarthermie-Anlage im Einfamilienhaus?

Natürlich stellt sich auch hier wieder die Frage nach der Rentabilität. Also danach, ob sich die Investition in die Nutzung dieser Solarenergie finanziell lohnt.

Für einen typischen 4-Personen-Haushalt reicht dabei schon eine Anlage mit einer Kollektorfläche von vier Quadratmetern und einem Speicher von rund 300 Litern. Dabei ergeben sich folgende Kosten:

Kosten einer heizungsunterstützenden Solarthermie-Anlage
Anlage als Komplettpaket (inkl. Kollektoren, Speicher, Zubehör und Montage) ca. 10.000 €
BAFA-Förderung für Solarthermie mit Heizungsunterstützung – 3.000 €
Gesamtinvestition ca. 7.000 €

Mit einer derartigen Solarthermie-Anlage kann von einer Heizkosteneinsparung von etwa 15 Prozent ausgegangen werden.

Das bedeutet bei einem durchschnittlichen Vier-Personen-Haushalt und einem Wärmeenergiebedarf von 35.000 kWh jährlich etwa 7.000 kWh Einsparung.

Bei einem durchschnittlichen Ölpreis von 0,08 € pro kWh können hiermit jährlich 420 € Heizkosten eingespart werden.

Die Kosten der 7.000 Euro für die Solaranlage wäre dann nach 16,5 Jahren amortisiert. Die Lebensdauer liegt jedoch bei über 25 Jahren. Auf lange Sicht lohnt sich hier die Anlage also. 

Außerdem hat während der gesamten zeit seinen eigenen, nachhaltigen und sauberen Ökostrom erzeugt und sich damit zudem unabhängiger von fossilen Rohstoffen gemacht.

Eine weitere Möglichkeit Solarenergie zu nutzen ohne technische Anlagen

Ja! Nach dem Konzept der passiven Heizung kann die Energie der Sonne auch ohne Solar- oder Photovoltaikanlage genutzt werden, um die Heizung zu unterstützen und Heizkosten zu sparen. Voraussetzung dafür ist eine energieoptimierte Planung der Gebäudearchitektur. Große, nach Süden ausgerichtete Fensterflächen, ermöglichen dabei, dass vor allem in der kalten Jahreszeit viel Sonne in die Wohn- und Schlafräume scheint.  Da angekommen, erwärmt die mit der Strahlung transportierte Energie zuerst Wände und Fußböden und über diese dann auch die Räume selbst.

Während die Architektur-Planung in einem Neubau noch recht flexibel ist, sind diese Möglichkeiten bei einer Sanierung eher eingeschränkt.

Wichtig ist es dabei auf die passende Qualität von Fenstern- und Fenstertüren zu achten. Kennzeichen dafür, wie viel Solarenergie durch ein Fenster gelangen kann, ist der sogenannte Energiedurchlassgrad (g-Wert). Dieser prozentuale Wert gibt an, welcher Anteil der auf eine Scheibe wirkenden Strahlung trotz Reflexion und Absorption ins Innere gelangen kann. Vor allem an Süd-Fenstern sorgen hohe g-Werte dabei für hohe solare Wärmegewinne.

Wichtig: Was im Winter besonders günstig ist, kann im Sommer zum Nachteil werden. Denn haben sich energieeffiziente Gebäude einmal richtig aufgeheizt, ist ihre Temperatur ohne technische Anlagen kaum noch in den Griff zu bekommen. Abhilfe schaffen dabei zum Beispiel geeignete Verschattungsmaßnahmen. Diese ermöglichen hohe Wärmegewinne im Winter und schützen im Sommer vor zu hohen Temperaturen im eigenen Zuhause.

Fazit: Solarenergie Zuhause nutzbar

Die Energiewende ist einer der größten Herausforderungen unserer Zeit. Das Ziel, auf 100 Prozent erneuerbare Energien umzusteigen, kann dabei nur erreicht werden, wenn alle an einem Strang ziehen.

Während die Politik mit der aktuellen Reform des Erneuerbare-Energie-Gesetzes gerade den Anker für die Energiewende wirft, bietet die Solarenergie zwei Möglichkeiten, die sich für Eigenheimbesitzer trotzdem lohnen. Denn Photovoltaik und Solarthermie sind heute technologisch so weit fortgeschritten, dass sie zuverlässig und wirtschaftlich arbeiten.

heizung-heizkoerper

Geringere Heizkosten und weniger CO2-Emission:
Solarthermie nutzt die Energie der Sonne.

© mimageühotography / shutterstock.com

Besonders lohnenswert sind diese Anlagen bei einem eher hohen Energiebedarf. So zum Beispiel in Familienhäusern in denen viele Personen leben. Lebt man nur zu zweit oder gar allein, wird es schwer die Anschaffungskosten durch die Energieeinsparung wieder herein zu hohlen. Die größten Vorteile entstehen dabei immer dann, wenn die selbst gewonnene Solarenergie auch selbst verbraucht wird. Während das bei Solarthermie-Anlagen mit Pufferspeichern nicht anders geht, ermöglichen die sinkenden Kosten der Stromspeichern nun auch bei Photovoltaik-Anlagen einen hohen Eigenverbrauch.

Die Erneuerbaren Energien sind aus den Kinderschuhen heraus und lohnen sich im Eigenheim oft auch ohne Einspeisevergütung oder Speicherförderung. Die Einbindung von Solarenergie in die eigene Hausanlage ist etwas für jeden, der Geld sparen und darüber hinaus auch noch etwas für die Energiewende tun möchte.

Sie möchten Ihr Haus sanieren?

kostenlose Angebote

regionale Fachbetriebe

100% unverbindlich

Angebote einholen

Share Button

Stephan Günther

"Für eine erfolgreiche Energie- und Wärmewende ist eine realistische und unabhängige Informationsbereitstellung wichtig. Bei Energieheld ist dies unser tägliches Bestreben."