Wie funktioniert eine Solaranlage?
Wie funktioniert eine Solaranlage? Kurz gesagt: Solarzellen wandeln Sonnenlicht in Gleichstrom um, ein Wechselrichter macht daraus haushaltsüblichen Wechselstrom, und Ihre Geräte verbrauchen diesen Strom zuerst. Hier lesen Sie den kompletten Weg vom Lichtstrahl bis zur Steckdose, verständlich erklärt.
Vom Sonnenlicht zum Strom: das Grundprinzip
Das Herz jeder Solaranlage ist die Solarzelle, meist aus dem Halbleitermaterial Silizium. Trifft Sonnenlicht auf die Zelle, setzt es dort Elektronen in Bewegung, es fließt Gleichstrom. Dieser photovoltaische Effekt funktioniert bei direkter Sonne am besten, aber auch diffuses Licht an bewölkten Tagen erzeugt Strom, nur eben weniger.
Ein einzelnes Modul besteht aus vielen in Reihe geschalteten Zellen. Moderne bifaziale Glas-Glas-Module nutzen zusätzlich das Licht, das von Boden oder Wand auf die Rückseite reflektiert wird, und holen so einige Prozent Mehrertrag heraus.
Die Bauteile einer Solaranlage
Solarmodule
Die Module erzeugen den Strom. Heute üblich sind Leistungen von 435 bis 500 Watt pro Modul. Entscheidend für den Ertrag sind Ausrichtung, Neigungswinkel und Verschattungsfreiheit.
Wechselrichter
Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Module in 230-Volt-Wechselstrom um, den Ihr Hausnetz nutzt. Bei großen Dachanlagen übernimmt das ein zentraler Wechselrichter, bei Balkonkraftwerken ein kompakter Mikrowechselrichter direkt hinter den Modulen.
Speicher und Messtechnik
Optional, aber immer beliebter: Ein Batteriespeicher hebt den Mittagsüberschuss für Abend und Nacht auf. Ein Smart Meter oder eine Messsteckdose zeigt, wie viel Strom die Anlage gerade liefert und wohin er fließt.
So funktioniert eine Solaranlage Schritt für Schritt
- Erzeugung: Sonnenlicht trifft auf die Module, es entsteht Gleichstrom.
- Umwandlung: Der Wechselrichter macht daraus netzkonformen Wechselstrom.
- Eigenverbrauch: Kühlschrank, Router und alle laufenden Geräte nutzen zuerst den Solarstrom, erst danach wird Netzstrom bezogen.
- Überschuss: Erzeugt die Anlage mehr als der Haushalt verbraucht, lädt der Überschuss einen Speicher oder fließt ins öffentliche Netz. Große Anlagen erhalten dafür eine Einspeisevergütung, bei Balkonkraftwerken bleibt die Einspeisung in der Regel unvergütet.
- Monitoring: Per App verfolgen Sie Erzeugung, Verbrauch und Speicherstand in Echtzeit.
Diese Faktoren bestimmen den Ertrag
Wie viel Ihre Solaranlage tatsächlich liefert, hängt von vier Punkten ab. Erstens die Ausrichtung: Süd bringt den höchsten Gesamtertrag, Ost-West verteilt die Erzeugung besser über Morgen und Abend. Zweitens der Neigungswinkel: Für Deutschland sind 30 bis 35 Grad ideal, senkrecht montierte Balkonmodule ernten spürbar weniger. Drittens die Verschattung: Schon ein Schornstein oder ein Ast kann die Leistung eines Modulstrangs deutlich drücken. Und viertens die Temperatur: Solarzellen arbeiten bei Kühle effizienter, ein sonniger Frühlingstag schlägt deshalb oft einen heißen Augusttag.
Photovoltaik oder Solarthermie: der Unterschied
Der Begriff Solaranlage umfasst zwei Technologien. Die Photovoltaikanlage erzeugt Strom, so wie oben beschrieben. Die Solarthermieanlage erzeugt dagegen Wärme: Kollektoren auf dem Dach erhitzen eine Trägerflüssigkeit, die über einen Wärmetauscher Warmwasser bereitet oder die Heizung unterstützt. Daneben gibt es PVT-Hybridmodule, die beides kombinieren, bislang aber ein Nischenprodukt sind. Wenn im Alltag von einer Solaranlage die Rede ist, ist fast immer Photovoltaik gemeint, und nur sie speist Strom in Ihr Hausnetz ein.
Solaranlage im Kleinformat: das Balkonkraftwerk
Die gleiche Technik gibt es auch steckerfertig: Ein Balkonkraftwerk kombiniert zwei bis vier Module mit einem Mikrowechselrichter und speist bis zu 800 Voltampere über die normale Steckdose ein. Es ist in wenigen Stunden selbst montiert, wird nur online im Marktstammdatenregister registriert und eignet sich damit auch für Mieter. Die Grundlagen erklärt der Ratgeber Was ist ein Balkonkraftwerk?, die komplette Auswahl vom Einsteiger-Set bis zum System mit großem Speicher zeigt die Kategorie Balkonkraftwerke.
Vier 500-Watt-Module plus 2,69 kWh Solarbank 3 Pro mit integriertem Wechselrichter.
Zum 2000W-Balkonkraftwerk mit SpeicherBifaziales Glas-Glas-Modul, nutzt Licht von beiden Seiten für mehr Ertrag.
Zum bifazialen 500W-SolarmodulHäufige Fragen zur Funktionsweise einer Solaranlage
Funktioniert eine Solaranlage auch bei Wolken?
Ja. Auch diffuses Licht erzeugt Strom, an bedeckten Tagen sinkt die Leistung aber je nach Wolkendichte deutlich. Übers Jahr gerechnet gleichen sonnige Tage das aus.
Funktioniert eine Solaranlage bei Stromausfall?
Netzgekoppelte Anlagen schalten sich bei Stromausfall aus Sicherheitsgründen ab. Nur Systeme mit Speicher und Notstromfunktion liefern dann weiter. Details erklärt der Ratgeber Funktioniert eine Solaranlage auch bei Stromausfall?
Was passiert mit Strom, den ich nicht verbrauche?
Er lädt einen vorhandenen Speicher oder fließt ins öffentliche Netz. Große PV-Anlagen erhalten dafür eine Einspeisevergütung, bei Balkonkraftwerken bleibt der Überschuss in der Regel unvergütet.
Wie lange hält eine Solaranlage?
Solarmodule arbeiten 20 bis 25 Jahre und länger, die Hersteller garantieren meist noch nach 25 Jahren gut 80 Prozent der Nennleistung. Wechselrichter halten typischerweise 10 bis 15 Jahre.