In den vergangenen zehn Jahren hat sich die Anzahl von Photovoltaik-Anlagen in Deutschland mehr als verdoppelt. 2021 gab es rund zwei Millionen PV-Anlagen, die meisten davon in Bayern. Solarenergie macht 21,5 Prozent der erneuerbaren Energien in Deutschland aus. Sie sind nach der Windkraft die wichtigste erneuerbare Energiequelle bei uns. Insgesamt nehmen erneuerbare Energien in Deutschland 41 Prozent der gesamten Energieerzeugung ein. Aber auch international wird Solarenergie immer wichtiger: Das Land mit den meisten PV-Anlagen ist China, darauf folgen die USA, Japan und Deutschland.

Umgangssprachlich werden die Begriffe Photovoltaik-Anlage und Solaranlage oft gleichbedeutend verwendet. Hier sollte man jedoch aufpassen, dass es keine Missverständnisse gibt. Eine Photovoltaik-Anlage produziert elektrische Energie, eine Solarthermieanlage produziert Wärmeenergie. Daher sind sie auch beide anders aufgebaut. Hier geht es nur um PV-Anlagen.

Also, mit einer PV-Anlage kann man aus Sonnenstrahlung elektrische Energie gewinnen, aber wie funktioniert das im Detail? Die Wirkungsweise basiert auf dem photoelektrischen Effekt. In einfachen Worten ist das ein physikalischer Vorgang, bei dem Elektronen mit dem Licht in Wechselwirkung treten. Genauer gesagt: Jedes Atom enthält gebundene Elektronen. Wir können uns auch Licht als einzelne Teile vorstellen, die nennt man Photonen. Treffen Photonen auf ein Atom, können unter bestimmten Umständen die Elektronen die Photonen absorbieren. Wenn das passiert, löst sich das Elektron aus dem Atom. Dieser Vorgang kann Strom erzeugen.

Wird eine PV-Anlage bei der SWTE Netz angemeldet prüfen unsere Kolleginnen und Kollegen für den Netzanschluss, ob das vorhandene Stromnetz die Einspeisung aufnehmen kann. Dafür schauen sie sich das vorgelagerte Netz genauer an. In sehr seltenen Fällen kann es passieren, dass zunächst die Netzkapazität erweitert werden muss, damit das Stromnetz die Leistung aufnehmen kann. Bei Anlagen mit einer Leistung von bis zu 30 kWp ist der Netzbetreiber gesetzlich verpflichtet, die nötigen Netzstrukturen zu schaffen. Ist die Leistung der PV-Anlage größer, können zusätzliche Kosten für die Anbindung an das öffentliche Netz entstehen.

Das Ganze findet innerhalb einer Solarzelle statt. Fast alle Solarzellen bestehen aus Silizium, weil es ein Halbleiter ist. Das bedeutet, dass das Element durch Licht oder Wärme elektrisch leitfähig wird. Innerhalb der Solarzelle gibt es zwei Siliziumschichten, die eine jeweils unterschiedliche Ladungseigenschaft haben – positiv und negativ. Zwischen den Schichten entsteht ein elektrisches Feld. Wenn Licht auf dieses Feld trifft, tritt der photoelektrische Effekt ein. Also: die Elektronen lösen sich aus den Atomen und an den Kontakten der Solarzelle entsteht die gewünschte Spannung. Du kannst dir also jede einzelne Zelle wie ein elektrisches Mini-Kraftwerk vorstellen.

Gemessen an anderen Stromerzeugungs-Methoden weisen Photovoltaik-Anlagen eine geringere Effizienz auf. Sie haben einen Wirkungsgrad von maximal 20 Prozent. Wenn man aber bedenkt, dass Sonnenlicht eine unbegrenzte und kostenlose Ressource ist, kann dieser Nachteil problemlos ausgeglichen werden.

Im Laufe der Zeit sinkt die Leistungsfähigkeit der PV-Module. Die meisten Modelle haben heutzutage eine Lebensdauer von ungefähr 30 Jahren. Viele Anbieter geben eine Leistungsgarantie von 80 Prozent bis zum Alter von 20 bis 25 Jahren an. Danach kannst du deine PV-Anlage natürlich trotzdem weiter nutzen, ihre Effizienz wird nur über die nächsten Jahre weiter sinken. Damit deine PV-Anlage besonders lange hält, ist es wichtig, dass dein Wechselrichter (dazu gleich mehr) korrekt eingestellt ist. Außerdem sind eine regelmäßige Kontrolle und Reinigung der Module förderlich.