Wird Solarenergie die Energie der Zukunft?

Was ist Solarenergie?

Als Solarenergie oder auch Sonnenenergie wird die Energie der Sonnenstrahlung bezeichnet. Die Sonnenstrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung. Sie entsteht auf der Oberfläche der Sonne. Es handelt sich um eine sogenannte Schwarzkörperstrahlung, die letztlich auf Prozesse im Innern der Sonne zurückzuführen ist. Die Sonnenenergie kann genutzt werden als:

• elektrischer Strom
• Wärme
• chemische Energie

Nachstehend beschäftigen wir uns mit dem Begriff Solar, der Geschichte der Sonnenenergie und seinem Anteil am Energieaufkommen in Deutschland.

Solarenergie – einfach erklärt

Die Solar- oder Sonnenenergie ist eine Energie, die in der Sonnenstrahlung enthalten ist. Sie kann auf der Erde durch unterschiedliche Techniken in elektrische oder in Wärme-Energie umgewandelt werden. Sie gilt als die größte und wichtigste Energiequelle. Für unsere Maßstäbe stehen Sonnenstrahlen unendlich zur Verfügung. Damit ist diese Energieart eine der Erneuerbaren Energien.

Was bedeutet Solar?

Der Begriff Solar leitet sich vom lateinischen Wort Sol ab. Sol bedeutet so viel wie Sonne. Solar bedeutet entsprechend: die Sonne betreffend. Damit sind alle Methoden und Themen gemeint, die sich unmittelbar auf die Sonne beziehen.

Wie entsteht Solarenergie?

Die Sonnenenergie wird durch die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium hervorgerufen. Sie entsteht in und auch auf der Sonne. Dabei entsteht eine elektromagnetische Strahlung. Diese Strahlung wiederum trifft auf die Erde. Wir nehmen sie als Licht und als Wärme wahr. Viele Prozesse auf der Erde wären ohne die Sonnenenergie nicht möglich. Zum Beispiel die Photosynthese der Pflanzen.

Seit wann gibt es Solarenergie?

Die Frage muss korrekt heißen: Seit wann nutzt man Sonnenenergie? Das ist überraschenderweise noch nicht sehr lange her. Erstmals verwendete die Sonnenenergie, wie wir sie heute kennen, ein Satellit vor mehr als 60 Jahren. Damals betrug der Wirkungsgrad gerade einmal zehn Prozent.

Entwicklung der Solarenergie in Deutschland

In der Auswertung von Statista sehen wir die Entwicklung der Sonnenenergie in Deutschland anhand des Anteils von

Photovoltaik an der Bruttostromerzeugung.

War diese im Jahr 2002 mit 0 % faktisch nicht existent, betrug der Anteil zehn Jahre später bereits 4,3 %. Im Jahr 2021 wird 9 % aus Sonnenenergie gewonnen; Tendenz steigend. Insgesamt macht die Sonnenenergie in Deutschland einen Marktanteil von rund 10 % aus.

Vorteile und Nachteile von Solarenergie

Die Vorteile der Sonnenenergie lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Sehr hohe Nachhaltigkeit
• Kaum Ausstoß von Schadstoffen
• Von Privatpersonen und Unternehmen nutzbar
• Geringe Kosten für Wartung
• Recyclebar
• Auch in rohstoffarmen Gebieten anwendbar

Wo Vorteile sind, gibt es auch Nachteile, oder um beim Thema zu bleiben: Wo Licht ist, ist auch Schatten. Die Nachteile der Sonnenenergie in der Zusammenfassung:

• Hohe Investition, besonders am Anfang
• Hoher Bedarf an Platz
• Eingeschränkte Lebensdauer
• Mangelnde Zuverlässigkeit, Konstanz

Wie kann Solarenergie genutzt werden?

Die Solarenergie kann vielfältig verwendet werden. Bei den Nutzungsformen unterscheiden wir:

• Solarthermie
• Photovoltaikanlage

Bei der Solarthermie steht die Wärmegewinnung durch die Strahlung der Sonne im Fokus. Photovoltaikanlagen erzeugen aus der Energie der Sonne Strom. Die Frage, welche Nutzung besser ist, hängt auch von den individuellen Gegebenheiten ab.

Auch eine gleichzeitige Nutzung beider Formen ist möglich. Solarthermie ist die technisch einfachere Variante.

Wie funktioniert Solarenergie?

In diesem Abschnitt möchten wir Ihnen erläutern, wie man die Sonnenenergie nutzen kann. Dabei geht es vor allem um die Gewinnung und Speicherung dieser Erneuerbaren Energie.

Wie funktioniert die Energiegewinnung bei Photovoltaik?

Bei der Gewinnung der Sonnenenergie werden zwei Formen unterschieden:

• Photovoltaik
• Solarthermie

Beim Photovoltaik wird die Sonnenenergie in der Form von elektrischer Energie gewonnen. Die Solarthermie hingegen nutzt die Wärme der Sonnenenergie.

Photovoltaikanlagen setzen sich aus vielen Photovoltaik-Modulen. Diese Module bestehen aus Solarzellen. In diesen Zellen wird das Licht der Sonne in elektrischen Strom umgewandelt. Dazu müssen wir wissen, dass das Licht der Sonne aus Photonen besteht. Diese Photonen sind die Träger der elektromagnetischen Strahlung.

Treffen die Photonen auf einen Halbleiter oder auf Metall, werden dadurch Elektronen freigesetzt. Sie ergeben bei einer anliegender Spannung den sogenannten Stromfluss. Zwischen den verschiedenen Schichten der Solarzelle kommt es zu vereinfacht ausgedrückt zu einer Wanderung der Elektronen. Wird nun ein Stromkreis geschlossen, kann der Strom fließen.

Die Photovoltaik-Module können nur Gleichstrom erzeugen. Für die meisten unserer Haushaltsgeräte benötigen wir jedoch Wechselstrom. Daher muss zwischen Anlage und Verbraucher noch ein Wechselrichter geschaltet werden.

Wie funktioniert die Energiegewinnung bei Solarthermie?

Etwas einfacher funktioniert die Solarthermie. Hierfür wird ein Solarkollektor benötigt. In diesem befindet sich eine Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit wird durch Sonnenenergie erhitzt. Mit der Hilfe von einer Pumpe wird die erhitzte Flüssigkeit in einem Rohrkreislauf bis zu einem Speicher transportiert. Ein Wärmetauscher entnimmt die Wärme und gibt sie an den weiter.

Die Wärme kann zum Beispiel zum Erhitzen des Trinkwassers oder aber zum Heizen verwendet werden. Die nun wieder abgekühlte Flüssigkeit wird zurück zum Sonnenkollektor gebracht, wo sie von der Sonne erneut aufgewärmt werden kann.

Wie wird Solarenergie gespeichert?

Eine Eigenheit der Sonnenenergie ist es, dass die Gewinnung vom Vorhandensein von Sonnenstrahlung abhängt. Doch Strom und Wärme werden auch in der Nacht benötigt, wenn keine Sonne scheint. Deshalb ist die Frage nach der Möglichkeit, Solarenergie zu speichern elementar. Folgende Speichermöglichkeiten gibt es derzeit:

• Stromspeicher einer Photovoltaikanlage
• Solar-Cloud
• Heizstab
• Solarenergie Speicher einer Solarthermie-Anlage
• Umwandlung in Wasserstoff
• Erdsondenspeicher
• Chemisches Molekül

Kauf und Gebrauch von Solarenergieanlagen

Wir wollen uns nun mit dem Kauf und der Anwendung von Anlagen beschäftigen, die Sonnenenergie erzeugen können. Welche Faktoren sind bei der Anschaffung zu beachten, wie teuer sind die Anlagen und gibt es Förderungen durch den Staat?

Wie teuer ist eine Solarthermie und Photovoltaikanlage?

Wie viel kostet eine Solarthermie und eine Photovoltaikanlage? Welches Zubehör ist zwingend erforderlich?

Für eine Solarthermie von 6 qm liegen Sie damit bei Gesamtkosten von ca. 7.300 €.

Auch bei der Photovoltaikanlage ist die Dachfläche entscheidend. Für eine Dachfläche von 50 qm kommen wir auf Gesamtkosten von 14.800 €.

Welche Faktoren beeinflussen die Kosten für eine Photovoltaik- bzw. Solarthermieanlage?

Bereits bei den Beispielrechnungen zu den Kosten wird deutlich, dass mehrere Faktoren die Solarenergie Kosten beeinflussen. Dazu zählen insbesondere:

• Die Fläche
• Qualität der Module
• Qualität des Wechselrichters
• Montagesystem

Die Fläche, auf der die Kollektoren eingesetzt werden sollen, ist ausschlaggebend für die Anzahl der Module, die verwendet werden. Bei der Qualität der Module gibt es die Möglichkeit, zwischen monokristallinen und polykristallinen Zelltypen zu unterscheiden. Neben der Qualität des Wechselrichters spielt auch die Art des Montagesystems bei den Solarenergie Kosten eine wichtige Rolle. Welche Dachform ist vorhanden, wie ist es eingedeckt und wie gestaltet sich der Zugang zum Dach.

Daneben spielen auch Sekundärkosten eine Rolle. Damit sind zum Beispiel die vorhandenen bzw. zu ergänzenden Leitungswege im Haus gemeint. Vielleicht erfordert der Einbau der Anlage auch einen neuen Zählerschrank.

Gibt es Förderungen für Solarenergie? Wenn ja, welche?

Es existieren mehrere Fördermöglichkeiten, um die Solarenergie Kosten zu senken. Folgende Möglichkeiten der Solarenergie Förderung werden unterschieden:

• Einspeisungsvergütung nach EEG
• KfW
• Förderprogramme Banken
• Landes-Förderprogramme
• Regionale Förderprogramme

Die Förderung durch EEG haben wir weiter unten näher ausgeführt. Sie ist die wichtigste Förderung. Aber auch die KfW-Förderprogramme sind eine gute Maßnahme, um die Anschaffungskosten zu senken. Über die KfW Bank fördert der Staat mit dem Programm KfW 270 die Finanzierung von Photovoltaikanlagen. Sie beantragen diese Förderung über Ihre Hausbank.

Apropos Hausbank: Auch diese kann Fördergeber sein. Einige private Banken bieten Kredite sowie Investitionszuschüsse für die Anschaffung von Photovoltaikanlagen. Meist sind dies Förderungen im Rahmen von Programmen für Modernisierungsvorhaben, Energieeffizienzmaßnahmen oder Erneuerbare Energien.

Viele Städte und Gemeinden stellen eigene Förderprogramme auf, um die Nutzung von Erneuerbaren Energien voranzutreiben. In vielen Gemeinden wird die Anschaffung von Photovoltaikanlagen und Stromspeicher durch Zuschüsse begünstigt. Auch einige Bundesländer beteiligen sich mit einer Förderung am Ausbau der Sonnenenergie.

Förderung EEG

Die Einspeisevergütung nach EEG stellt die wichtigste Förderung im Zusammenhang mit der Nutzung einer Photovoltaik-Anlage dar. Es handelt sich dabei um eine staatliche Vergütung. Sie belohnt den aus Sonnenenergie gewonnenen Strom, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Im EEG sind die Anlagen genau definiert, für die die Einspeisevergütung gewährt wird. Die Einspeisevergütung beträgt momentan (Mai 2022) für eine Anlage auf einem Wohnhaus mit einer Größe von bis zu 10 Kilowatt-Peak 6,43 Cent je kWh.

Schritte für die Installation einer Solarthermie- oder Photovoltaikanlage

Damit Sie die geeignete Anlage wählen, empfehlen wir die folgenden Schritte:

1. Prüfen Sie Ihr Dach
2. Messen Sie Ihr Dach
3. Berechnen Sie den Eigenbedarf
4. Suchen Sie die passenden Module aus
5. Holen Sie Angebote ein
6. Lassen Sie die Anlage montieren
7. Planen Sie die Pflege und Wartung

Die besten Anbieter für Solarenergieanlagen

Nachstehend haben wir die wichtigsten Anbieter für Solarenergieanlagen zusammengestellt

Die wichtigsten Solarenergieanlagen-Betreiber

	Name des Anbieters	Beschreibung
	Eigensonne	deutsches Start-Up
	Zolar	aktiv seit 2016
	Sveasolar	schwedischer Anbieter
	Solarwatt	Anlagen aus einer Hand
	Klarsolar	Full-Service-Anbieter

Ist Solarenergie wirtschaftlich rentabel?

Aufgrund der relativ geringen Einspeisevergütung lohnt sich die Solarenergie als Warmwasser oder als Strom vor allem, wenn der Eigenverbrauch hoch ist. Dann sind Sie unabhängig von Stromanbietern und von Preissteigerungen. Aufgrund der derzeitigen Einspeisevergütung rentiert sich die Solaranlage als reine Investition erst nach etwa 20 Jahren.

FAQ

Was ist Solarenergie einfach erklärt?

Solarenergie ist die Gewinnung von Energie aus der Strahlung der Sonne.

Welche Vor- und Nachteile haben Solaranlagen?

Solaranlagen gehören zu den nachhaltigen und erneuerbaren Energieformen. Sie steht praktisch unbegrenzt zur Verfügung. Nachteile sind die hohen Anschaffungskosten sowie die begrenzte Lebensdauer.

Was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik?

Bei der Solarthermie wird die Sonnenstrahlung in Wärme umgewandelt. Dabei wird eine Flüssigkeit erwärmt. Beim Photovoltaik wird durch Sonnenenergie Strom erzeugt.

Für was steht Solar?

Solar ist ein Begriff, der Dinge und Sachverhalte bezeichnet, die mit der Sonne in Beziehung stehen.