Solartechnik: Basics für die Energie-Revolution!

• Solartechnik-Erklärung: Mithilfe von Solartechnik lässt sich aus Sonnenstrahlen Energie in Form von Strom (Photovoltaik) oder Wärme (Solarthermie) gewinnen.
• Solartechnik Haus: Solaranlagen und Solardachziegel sorgen auf Dächern für Stromgewinnung. Auch Solarfassaden und Balkonkraftwerke gewinnen an Popularität.
• Solarfreiflächenanlagen und Solarparks produzieren freistehend und im großen Umfang elektrische Energie.
• Solarspeicher erlauben es PV-Betreibenden, den erzeugten Strom bedarfsorientiert zu nutzen.
• Probleme: Was sind die Nachteile von Solaranlagen? Zu den Herausforderungen der Solartechnik zählen die Finanzierung, Netzkapazitäten, bürokratische Hürden, Produktionsfähigkeit und ein schwankender Markt.
• Forschungsprojekte Solar-Technologie: Zahlreiche Forschungsprojekte entwickeln neue Materialien, Speicheroptionen und Systemkomponenten und weisen so den Weg in die Zukunft.

Grundwissen Solaranlage: Unter Solartechnik werden alle Techniken verstanden, mit denen die Energie der Sonne genutzt wird. Solarthermie wandelt Sonnenlicht mit Sonnenkollektoren, in Wärme um, Photovoltaik in Strom.

Wie funktioniert Solartechnik? Solarzellen bestehen aus mehreren Schichten, in denen bei Lichteinfall unterschiedliche elektrische Ladungen entstehen. Verbindet man die Schichten durch ein Kabel, kann der so entstandene Elektronenstrom elektrische Energie liefern.

Photovoltaikanlage Technik: Der Wirkungsgrad von Solarzellen gibt an, wie viel Strom aus der eingespeisten Energie gewonnen werden kann. Er liegt in der Regel bei etwa 20 Prozent – aus 1.000 Watt eingespeister Sonnenenergie können also rund 200 Watt Strom entstehen. Damit lässt sich beispielsweise ein Fernsehgerät oder eine Waschmaschine etwa ein Jahr lang betreiben.

Solartechnik Solaranlagen – Sonnenstrahlen werden mithilfe dieser Technik und Produkte zu Energie umgewandelt. 

• Solaranlage (Aufdachanlage)
• Solardachziegel
• Solarfassaden/Balkonkraftwerke
• Solarthermieanlagen
• Freiflächenanlagen
• Solarparks
• Solarenergie im Denkmalschutz
• Solarspeicher

Bei sogenannten Aufdachanlagen werden die Solarzellen mithilfe eines Montagegestells auf dem Dach aufgebaut. Diese Art der Solaranlage ist optisch mittlerweile geläufig und bringt viele Vorteile mit sich: So lässt sie sich auch nachträglich und ohne sonstige Sanierung auf Dächern platzieren und eignet sich für verschiedene Dachformen und -materialien.

Aufdachanlagen werden in Reihe geschaltet, die einzelnen Module sind also voneinander abhängig. Sie bieten eine hohe Effizienz, müssen dafür aber regelmäßig gewartet werden.

Inwiefern sich eine solche Anlage lohnt, hängt einerseits von der Lage und Ausrichtung des Daches, andererseits von der Leistungsfähigkeit der Solarzellen ab. Ein weiterer Faktor ist, wie häufig das Dach beispielsweise von Schornsteinen, Gauben oder Dachfenstern unterbrochen wird. Zu ihnen und zu Brandschutzmauern (etwa die Mauer, die ein Reihenhaus vom Nachbarhaus trennt) gelten aus Brandschutzgründen Abstandsvorgaben für Aufdachanlagen. Sie haben häufig zur Folge, dass für die Aufdach-PV weniger Module installiert werden können.

Photovoltaik-Abstand zum Nachbarn: Das musst du beachten, um Ärger zu vermeiden!

Solarmodule lassen sich auch in die Dachhaut integrieren – nämlich in Form von Solardachziegeln. Sie erfüllen dieselbe Schutzfunktion wie reguläre Dachziegel, fungieren aber gleichzeitig als PV-Anlage. In Stabilität und Langlebigkeit stehen sie anderen Dacheindeckungen in nichts nach.

Durch die Parallelschaltung sind die einzelnen Module voneinander unabhängig, produzieren also auch dann noch Strom, wenn ein oder mehrere Solardachziegel ausfallen. Mit Solardachziegeln lassen sich auch stark unterbrochene Dachflächen belegen. Sie können direkt bis an die Brandwand verlegt werden, da sie als Teil der Dachhaut gelten und somit nicht unter die Abstandsregelungen für Aufdachanlagen fallen.

Dachziegel in Zeiten der Energiewende

Solartechnik für Dach und Wand: Futuristische Solarfassaden zieren Lebensräume wie Frankfurt, Freiburg oder Marburg. Neuheiten wie Solarfassaden treiben die Energiewende durch Innovation voran und sollen langfristig dafür sorgen, dass mehr Gebäudeflächen für Photovoltaik zur Verfügung stehen. Ein wichtiger Schritt zum Ziel der Klimaneutralität.

Solartechnik für Balkon: Obwohl Balkonkraftwerke nicht zur bauwerkintegrierten Photovoltaik (BiPV) zählen, generieren auch sie an der Hausfassade Strom aus Sonnenlicht. Sie ermöglichen beispielsweise sparenden und mietenden Personen den Einstieg in die Solarenergie.

BiPV – und plötzlich ist Photovoltaik ein elegantes Baumaterial

Solartechnik Warmwasser: Die bereits erwähnten Solarthermieanlagen produzieren mithilfe von Sonnenkollektoren keinen Strom, sondern Wärme. Damit lässt sich vor allem die Warmwasserversorgung eines Gebäudes antreiben. Bei größeren Anlagen ist auch das Heizen mit Solartechnik möglich.

Expert:innen bevorzugen zwar die Anbringung von PV-Anlagen an Gebäuden, doch für die Energiewende muss die Dichte von Solaranlagen in Deutschland drastisch erhöht werden. Am großflächigsten gelingt das durch Freiflächen-Photovoltaik (FFPV). Hier können Anlagen optimal auf den Sonneneinfall ausgerichtet werden und so sehr effizient Solarenergie produzieren.

Energiewende in Deutschland: Alles muss, nichts geht?

Ausladende Freiflächenanlagen bezeichnet man als Solarparks. Sie generieren große Mengen an Solarstrom und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur grünen Stromversorgung Deutschlands. Die grau-blauen Flächen spalten jedoch die Gemüter, und eine Einigung zwischen Bürger:innen, Naturschützer:innen, Kommunen und Betreibenden ist oftmals schwierig.

Auch denkmalgeschützte Gebäude können und sollen mit Solaranlagen versehen werden. Aufgrund von ästhetischen und technischen Denkmalschutzvorgaben ist das jedoch oft kein leichter Vorgang. Durch transparente Kommunikation mit Bauämtern und Lösungen wie Solardachziegeln von Autarq rücken Denkmalschutz und Photovoltaik näher aneinander.

Photovoltaik und Denkmalschutz schließen Frieden

Batteriespeicher erlauben es Betreiber:innen von PV-Anlagen, den zur Leistungsspitze (üblicherweise gegen Mittag) überschüssig produzierten Solarstrom zu speichern und nach Bedarf nutzen zu können. Da eine Einspeisung des Stroms ins Stromnetz finanziell nur mäßig attraktiv ist, kann sich die Investition in PV-Speicher lohnen. Auch das E-Auto kann dank bidirektionalem Laden als Batteriespeicher dienen.

Lohnt sich ein Solarspeicher? - Der große Ratgeber

Eigentlich müsste Solartechnik bereits überall sein – an Ideen und innovativen Solarprodukten mangelt es nicht. Dennoch bleibt der Anblick von Photovoltaik- oder Solarthermieanlagen oft noch die Ausnahme. Es gibt vor allem technologische und bürokratische Herausforderungen:

• Intermittenz: Die begrenzte Produktionsfähigkeit von Solarmodulen hängt von Aspekten wie Wetter, Verschattung oder Verschmutzung ab. Noch innovativere, leistungsstärkere Module werden in Zukunft Abhilfe schaffen.
• Netzausbau: Während die Abdeckung mit Photovoltaik voranschreitet, muss auch der Netzausbau mitziehen. Innovationen wie Cloudspeicher und Großbatteriespeicher versprechen eine stabilere und effizientere Versorgung.
• Kosten: Die Finanzierung der privaten Energiewende liegt in der Verantwortung der Hausbesitzenden. Sie können ihre PV-Anlagen derzeit durch Photovoltaik-Förderung, Kredite und  Einspeisevergütung laut Energieeffizienzgesetz (EEG-Umlage) subventionieren.
• Bürokratische Hürden wie die Solardachpflicht, Abstandsregelungen, Denkmalschutz und Förderanträge stellen für Bürger:innen und Expert:innen oftmals große Stolpersteine dar. Sie fordern einen Ausbau von Kapazitäten und angemessenen Informationsangeboten.
• Schwankender Markt: Internationale Konkurrenzprodukte, unausgelastete Produktionskapazitäten, Inflation und globale Ereignisse sorgen immer wieder für Unruhen im Markt. Dieser muss stabilisiert und ausgebaut werden, um Nachfrage und Klimazielen nachzukommen.

 KfW-Förderung: Möglichkeiten für deine Energiewende mit Photovoltaik

Probleme Photovoltaik: Welche es gibt und wie man sie vermeidet

Solar-Technologie: In Deutschland arbeiten zahlreiche Forschungsinstitute mit Leidenschaft an der Weiterentwicklung der Solartechnik. Ihr Ziel ist es, Solaranlagen noch effizienter und leistungsfähiger zu machen, um Unternehmen und Familien zu helfen, saubere Energie zu nutzen und die Zukunft nachhaltig zu gestalten.

Auch die Forschung zeigt: Die Zukunft der Solartechnik hat längst begonnen. Mit ihrer Hilfe rückt die erfolgreiche Energiewende in greifbare Nähe.

Energiezukunft: Wie gut läuft die „schöne neue Energiewelt“?