Woraus besteht eine PV-Anlage und wie funktioniert sie?
Photovoltaik, die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, gilt als vielversprechende Lösung für die Energiewende. Nicht nur handelt es sich um eine nachhaltige Energiequelle, mit der Sie einen Beitrag zum Umweltschutz leisten können, sondern auch um eine Möglichkeit, unabhängig(er) vom zentralen Energienetz zu sein! Wir zeigen Ihnen, wie das funktioniert und beantworten Ihre dringensten Fragen. In Zusammenarbeit mit Otovo helfen wir Ihnen auch gleich dabei, ein erstes PV-Angebot einzuholen.
Befreiung der Umsatzsteuer bis 2026 führt zu Ersparnissen
Photovoltaikanlagen mit einer Leistung bis 35 kWp sowie Speicher als Nebenleistung sind seit dem 1. Januar 2024 von der Umsatzsteuer befreit! Das bedeutet eine Ersparnis von 19 Prozent im Vergleich zu 2022. Die Regelung gilt mindestens bis 2025.
Was ist eine Photovoltaikanlage?
Photovoltaikanlagen bestehen aus Solarzellen, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Daher ist der Einsatz von Photovoltaikanlagen sinnvoll an Orten, an denen die Sonne direkt auf sie scheinen kann, wie Freiflächen, Balkone und natürlich Hausdächer. Es ist selbstverständlich, dass Photovoltaikmodule nur dann effektiv arbeiten können, wenn ausreichend Sonnenschein vorhanden ist. Es gibt verschiedene Komponenten, die eine Photovoltaikanlage ausmachen:
- Solarzellen/Module: Diese bestehen aus Halbleitermaterialien, hauptsächlich Silizium, und wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um.
- Wechselrichter: Dieses Gerät wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um.
- Montagesystem: Dieses System hält die Solarpaneele auf dem Dach oder in anderen Montagebereichen.
- Verkabelung und Anschlüsse: Diese ermöglichen die sichere Verbindung der einzelnen Komponenten.
- Zähler und Monitoring-Systeme: Diese Komponenten messen und überwachen die erzeugte Energie sowie den Verbrauch.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
Die Funktionsweise einer Photovoltaikanlage basiert auf der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Dieser Prozess erfolgt durch die Verwendung von Solarzellen, die in Modulen oder Panels angeordnet sind. Hier ist eine detaillierte Erläuterung, wie eine Photovoltaikanlage arbeitet:
- Einfallen des Sonnenlichts: Die Grundlage der Photovoltaikanlage ist das Einfallen von Sonnenlicht auf die Solarzellen. Dabei werden Photonen, die kleinsten Einheiten des Lichts, von den Solarzellen absorbiert. Die Solarzellen bestehen hauptsächlich aus Silizium, einem Halbleitermaterial. Wenn die Photonen auf die Solarzellen treffen, wird innerhalb des Halbleiters ein Elektronenfluss erzeugt. Dieser Fluss führt zur Freisetzung von Elektronen, was einen Gleichstrom erzeugt.
- Wechselrichter: Der erzeugte Gleichstrom ist für den Einsatz im Haushalt oder im Stromnetz nicht direkt geeignet, da die meisten Verbraucher/innen Wechselstrom benötigen. Daher wird der Gleichstrom mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt. Der Wechselrichter spielt eine entscheidende Rolle, da er sicherstellt, dass der erzeugte Strom den gewünschten Spannungs- und Frequenzanforderungen entspricht.
- Einspeisungszähler: Vor der Einspeisung in das Stromnetz wird der erzeugte Wechselstrom über einen Einspeisezähler gemessen. Dieser Zähler erfasst die Menge an Strom, die in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird, und ist für die Abrechnung und die Bestimmung der Einspeisevergütung relevant.
- Einspeisung in das Stromnetz: Der erzeugte Wechselstrom kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden, wobei der Anlagenbetreiber in einigen Ländern eine Einspeisevergütung erhält.
- Eigenverbrauch: Im Falle des Eigenverbrauchs wird der erzeugte Strom direkt im Haushalt genutzt, wodurch der Bedarf an externem Netzstrom reduziert wird. Dies kann durch die direkte Nutzung von Solarstrom oder durch die Speicherung in einem Solarstromspeicher erfolgen, um die Energie später zu nutzen und sicherzustellen, dass sie nicht verloren geht.
Was sind die Vor- und Nachteile von Photovoltaik?
- Umweltfreundlich: Photovoltaikanlagen produzieren saubere Energie aus Sonnenlicht, ohne dabei schädliche Emissionen zu erzeugen.
- Nachhaltig: Die Sonne als Energiequelle ist unerschöpflich, sodass Photovoltaikanlagen eine nachhaltige Energiequelle darstellen.
- Kosteneinsparungen und langfristige Investition: Obwohl die anfänglichen Kosten für die Installation einer PV-Anlage hoch sein können, können durch die Nutzung von Solarenergie langfristig Kosten für Stromrechnungen gesenkt werden, insbesondere wenn staatliche Förderungen oder Einspeisevergütungen genutzt werden können. Außerdem kann damit der Wert der Immobilie steigern.
- Netzunabhängigkeit: Photovoltaikanlagen tragen zur dezentralen Energieerzeugung bei und verringern die Abhängigkeit von zentralen Energieversorgungsnetzen; Verbraucher/innen müssen sich nicht über die (hohen) Strompreise der verfügbaren Energieversorger sorgen.
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- Anfängliche Kosten: Die Anschaffungs- und Installationskosten für Photovoltaikanlagen sind oft hoch, was für manche Haushalte oder Unternehmen eine finanzielle Hürde darstellen kann.
- Wetterabhängigkeit: Die Effizienz von Photovoltaikanlagen ist stark von den Wetterbedingungen abhängig, insbesondere von der Sonneneinstrahlung. An bewölkten Tagen oder nachts kann die Energieerzeugung nicht nur reduziert, sondern auch unterbrochen sein.
- Platzbedarf: Für größere Photovoltaikanlagen ist eine ausreichend große Fläche erforderlich, was in dicht besiedelten Gebieten oder auf kleinen Grundstücken eine Herausforderung sein kann.
- Wartung: Photovoltaikanlagen erfordern regelmäßige Wartung, um maximale Leistung und Effizienz sicherzustellen. Dies kann zusätzliche Kosten und Zeitaufwand bedeuten.
- Ästhetik: Einige Menschen empfinden Photovoltaik-Module möglicherweise als ästhetisch störend, vor allem wenn sie auf traditionellen Dachstrukturen installiert sind.
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Welche Arten von Photovoltaikanlagen gibt es?
- Dachanlagen: Dachanlagen sind die häufigste Art von Photovoltaikanlagen und werden entweder auf dem Dach eines Gebäudes montiert (Aufdach-Installation) oder in die Dachstruktur integriert (Indach-Installation). Aufdach-Anlagen werden typischerweise mit Montagesystemen auf dem bestehenden Dach installiert, während bei Indach-Anlagen die Photovoltaik-Module Teil der Dachhaut sind. Dachanlagen eignen sich besonders gut für Wohnhäuser, Gewerbegebäude und landwirtschaftliche Betriebe und nutzen vorhandenen Raum effizient aus.
- Freiflächenanlagen: Freiflächenanlagen werden auf offenen Flächen installiert, wie z. B. auf Brachland, landwirtschaftlichen Flächen oder Industriegebieten. Diese Anlagen können größere Leistungen erzeugen und benötigen keine bestehenden Gebäudestrukturen. Freiflächenanlagen können entweder auf dem Boden installiert oder auf erhöhten Strukturen wie Freiflächenanlagen errichtet werden. Sie sind oft Teil großer Solarparks und tragen zur lokalen Energieversorgung bei.
- Integrierte Photovoltaik: Integrierte Photovoltaik bezieht sich auf die Integration von Photovoltaik-Modulen in die Gebäudestruktur, wie z. B. in Fassaden, Dächer, Fenster oder sogar Straßenoberflächen. Diese Art der Installation ermöglicht eine ästhetisch ansprechende Integration der Solarzellen in das Design des Gebäudes oder der Infrastruktur. Integrierte Photovoltaik kann sowohl architektonische als auch funktionale Vorteile bieten und wird zunehmend in urbanen Umgebungen eingesetzt, um den Raum optimal zu nutzen und gleichzeitig saubere Energie zu erzeugen.
Ihre Fragen zum Thema Photovoltaik beantwortet
Wie groß muss meine Photovoltaikanlage sein?
Die Größe einer Photovoltaikanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter der Energiebedarf des Haushalts oder Unternehmens, der verfügbare Platz für die Installation der Module, die Sonneneinstrahlung am Standort und die finanziellen Möglichkeiten des Anlagenbetreibers. Grob geschätzt kann man sagen, dass eine Person etwa 4 bis 5 kWp (Kilowatt-Peak) benötigt. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus könnte entsprechend eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung zwischen 16 und 20 kWp ausreichend sein.
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Wie lange dauert die Amortisation einer Photovoltaikanlage?
In der Regel liegt die Amortisationszeit zwischen 8 und 12 Jahren, kann aber auch kürzer oder länger sein. Die Amortisationszeit einer Photovoltaikanlage kann je nach Standort, Größe der Anlage, Einspeisevergütung, Strompreisentwicklung und Finanzierung variieren.
Brauche ich eine Genehmigung für den Bau einer Photovoltaikanlage?
Ja, in den meisten Fällen benötigen Sie eine Baugenehmigung für den Bau einer Photovoltaikanlage. Die genauen Anforderungen und Genehmigungsverfahren variieren je nach Land, Region und lokalen Vorschriften. Es ist ratsam, sich vor der Installation einer Anlage bei den örtlichen Behörden zu informieren.