Was ist Photovoltaik? Grundlagen, Funktion und Unterschiede zur Solarthermie

Photovoltaik ist einer der nachhaltigsten Wege, um Strom zu erzeugen – und zwar selbst auf dem eigenen Hausdach. In Anbetracht steigender Energiepreise, wachsendem Umweltbewusstsein und dem vielfachen Wunsch, sich unabhängiger von teuren Stromlieferanten zu machen, interessieren sich immer mehr Eigenheimbesitzer für Photovoltaikanlagen. Bauherren und Sanierer fragen sich anfangs: Was ist Photovoltaik genau? Wie funktioniert eine Solaranlage? Und was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik? In diesem Beitrag liefern wir Ihnen einen leicht verständlichen Überblick über Funktionsweise, Aufbau und Vorteile von Photovoltaikanlagen – damit Sie besser einschätzen können, ob sich die Investition für Sie lohnt.

Eine Definition: Was ist Photovoltaik?

Photovoltaik bedeutet die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Sobald Sonnenstrahlen auf Photovoltaikmodule fallen, erzeugen sie elektrischen Strom, um genau zu sein: Gleichstrom. Dieser muss von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden, damit er im Haushalt genutzt, in einem Batteriespeicher bevorratet oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.

Der Begriff Photovoltaik besteht aus den Worten Photo (griechisch: Licht) und Volt (Einheit für elektrische Spannung nach Alessandro Volta, einem Pionier der Elektrotechnik). Wörtlich genommen bedeutet Photovoltaik also „Licht-Strom-Technik“. Umgangssprachlich wird häufig einfach von einer „Solaranlage“ gesprochen – da ist jedoch nur teilweise korrekt. Denn: Nicht jede Solaranlage erzeugt Strom.Während Photovoltaik-Anlagen Sonnenlicht in Strom umwandeln, erzeugen Solarthermie-Anlagen Wärme für die Heizung und Warmwasserversorgung eines Gebäudes. Der Unterschied ist wichtig, wenn Sie überlegen, welche Technik für Ihr Bau- oder Sanierungsvorhaben die richtige ist.

Wie funktioniert eine Solaranlage, die Strom erzeugt?

Photovoltaikanlagen machen sich einen physikalischen Effekt zunutze: Ein Halbleitermaterial bildet dafür die Voraussetzung. Solarzellen bestehen aus zwei unterschiedlich behandelten Schichten Silizium. Trifft Sonnenlicht auf die Zelle, läuft folgender Prozess ab:

• Die Energie der Lichtphotonen bringt Elektronen im Silizium dazu, sich aus ihrer ursprünglichen Position zu lösen und in eine benachbarte Siliziumschicht zu wandern.
• Zwischen den Schichten entsteht ein elektrisches Spannungsfeld – die Grundlage für die spätere Stromgewinnung.
• Über metallische Leiterbahnen auf der Oberfläche der Solarzellen wird der Strom abgeleitet.

Eine Solarzelle kann eine elektrische Spannung von etwa 0,5 Volt erzeugen. Ein Solarmodul besteht meist aus 36 bis 72 Zellen. Um den Energiehaushalt eines Hauses zu erzeugen, sind also mehrere Module notwendig. Photovoltaikanlagen bestehen je nach Energiebedarf aus 10 bis 100 Modulen.

Aufbau einer Photovoltaikanlage

Eine Solaranlage besteht grundsätzlich aus:

• Solarmodulen, die Gleichstrom produzieren
• einem Wechselrichter, der den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt
• einem Montagegestell, das die Module auf dem Dach befestigt
• einem zweiten Stromzähler, der den erzeugten, verbrauchten und eingespeisten Strom misst
• Optional kann auch ein Batteriespeicher vorhanden sein, welcher den erzeugten Strom abspeichert und ihn zum späteren Zeitpunkt wieder freigeben kann.

Wenn Sie mehr über die einzelnen Bestandteile wissen möchten, schauen Sie sich unseren Artikel über die Technik einer Photovoltaikanlage genauer an.

Was passiert mit dem produzierten Strom als Nächstes?

Bei der von einer Solarzelle produzierten Energie handelt es sich um Gleichstrom. Um im Haushalt verwendet zu werden, muss er zunächst in Wechselstrom umgewandelt werden. Das übernimmt der Wechselrichter, indem er den produzierten Strom in Wechselstrom umwandelt. Mit bestimmten Solarkabeln wird Gleichstrom zum Wechselrichter geleitet und kommt als Wechselstrom wieder heraus.

Nun stellt sich die Frage: Wohin mit dem erzeugten Strom und wie lässt er sich am sinnvollsten nutzen? Dafür gibt es drei Möglichkeiten:

1. Direkter Eigenverbrauch – der effizienteste Weg
   Am wirtschaftlichsten ist es, den erzeugten Strom direkt im eigenen Haushalt zu verbrauchen. Das heißt: Sobald die Solaranlage aktiv ist und Strom produziert, versorgt sie vorrangig Ihre Haushaltsgeräte – zum Beispiel Waschmaschine, Geschirrspüler, Kühlschrank oder Wärmepumpe. Je höher der Eigenverbrauchsanteil, desto schneller rechnet sich die Anlage.
2. Einspeisung in das öffentliche Stromnetz
   Der überschüssige Strom wird automatisch ins Netz eingespeist. Dafür erhalten Sie eine gesetzlich festgelegte Einspeisevergütung. Diese ist zwar in den letzten Jahren gesunken, trägt aber dennoch zur Wirtschaftlichkeit bei.
3. Zwischenspeicherung im Batteriespeicher
   Haben Sie einen Stromspeicher installiert, wird der Überschuss dort gespeichert und steht zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung – etwa abends, wenn die Sonne nicht mehr scheint. Dadurch steigern Sie Ihren Eigenverbrauch erheblich und werden unabhängiger vom Stromversorger.

Tipp für Bauherren: Energiemanagement

Mithilfe eines intelligenten Energiemanagementsystems können Sie den Eigenverbrauch automatisieren – etwa, indem Haushaltsgeräte gezielt dann starten, wenn viel Solarstrom verfügbar ist. Hier erfahren Sie, wie Sie mit einem Energiemanagementsystem die eigenen Energieflüsse optimieren können.

Was ist teurer: Solarthermie oder Photovoltaik?

Solarthermie und Photovoltaik nutzen beide die Sonnenenergie – aber auf unterschiedliche Weise. Doch welches System ist teurer? Und vor allem: Welches lohnt sich langfristig?

Die einfache Antwort: Photovoltaik ist oft teurer in der Anschaffung – aber vielseitiger im Nutzen und bietet langfristige Ersparnisse. Wer in Unabhängigkeit und Zukunftssicherheit investieren möchte, fährt mit einer PV-Anlage meist besser.

Vergleich: Anschaffungskosten

(Alle Preise sind als grobe Richtwerte zu verstehen und abhängig von Größe, Qualität und Fördermitteln)

Fazit: Lohnt sich Photovoltaik für Bauherren?

Photovoltaik ist eine zukunftssichere und nachhaltige Möglichkeit, die eigene Immobilie energieeffizient aufzurüsten. Zwar ist die Anfangsinvestition höher als bei einer Solarthermie-Anlage, doch die langfristigen Vorteile – wie niedrigere Stromkosten, mehr Unabhängigkeit und ein Beitrag zum Klimaschutz – überwiegen deutlich.Gerade im Neubau oder bei einer Sanierung lassen sich Photovoltaikanlagen ideal einplanen: Die Dachausrichtung kann optimal gewählt werden, Stromspeicher und Wärmepumpen lassen sich sinnvoll integrieren und Fördermittel und Steuererleichterungen senken die Kosten. Worauf also noch warten? Auf selfmade-energy.com können Sie innerhalb weniger Minuten Angebote für Ihr Photovoltaikprojekt eingeben – einfach und unverbindlich.