Solarenergie

https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2024/12/PD24_456_43312.html

Sonnen- oder Solarenergie ist die Energie, die in der Strahlung der Sonne enthalten ist und mithilfe verschiedener Technologien in Wärme oder elektrische Energie umgewandelt wird. Sie bildet eine der größten erneuerbaren Energiequellen, sowohl in privaten Haushalten als auch in großen Anlagen zur Gewinnung von Solarenergie und machte im Jahr 2024 ca. 24 % der gesamten Stromeinspeisung in deutsche Netze durch erneuerbare und fossile Energieträger aus. Damit bildet die Solarenergie, nach der Windkraft, die zweitgrößte Gruppe an erneuerbaren Energieträgern in Deutschland. In der Statistik wurden alle Kraftwerke und Erzeugungsanlagen in Deutschland erfasst, die Strom in das Netz für die allgemeine Versorgung eingespeist haben, nicht jedoch Anlagen zum ausschließlichen eigenen Verbrauch.

Nutzung

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, aus der Sonneneinstrahlung Energie in Form von elektrischer Energie oder Wärme zu gewinnen. Die häufigste Methode ist die Nutzung von Solarkraftwerken, um die erneuerbare Energie der Sonne nutzbar zu machen. Sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikanlagen gehören zu den Solaranlagen. Der Unterschied liegt darin, dass Solarthermieanlagen Wärmeenergie erzeugen, während Photovoltaikanlagen Solarstrom produzieren.

Photovoltaik

Photovoltaikanlagen nutzen die Sonnenstrahlen, die als elektromagnetische Wellen auf die Erde treffen, um daraus Energie zu gewinnen und zu speichern. Diese Energie wird in den Solarzellen umgewandelt und kann unmittelbar genutzt werden.

Die Menge an Energie, die eine Photovoltaikanlage produziert, hängt von mehreren Faktoren ab. Neben der Größe und dem Standort der Anlage ist auch die Ausrichtung der Solarmodule zur Sonne und die Daten der verbauten technischen Bauteile entscheidend. Diese Faktoren bestimme, wie effektiv die Sonnenstrahlen auf die Solarzellen treffen und in Energie umgewandelt werden können.

Solarthermie

Im Unterschied zu Photovoltaikanlagen dienen Solarthermieanlagen der Erzeugung von Wärme oder Warmwasser. In diesen Anlagen zirkuliert eine Flüssigkeit durch Rohre, die durch eine Pumpe bewegt wird. Wenn Sonnenenergie auf die Rohre trifft, erwärmt sich die Flüssigkeit. Über einen Wärmetauscher wird die Wärme dann in einen Wasserspeicher übertragen. Von diesem ausgehend kann das Warmwasser im Haushalt genutzt werden.

Speicherung

Um Solarenergie rund um die Uhr nutzen zu können, ist ein Solarstromspeicher unerlässlich. Typischerweise nutzt man hier eines der verschiedenen möglichen Batteriespeichersysteme. Ein Speicher ermöglicht es, Leistungsspitzen der Solaranlage abzudämpfen und bei Leistungsabfällen – beispielsweise bei schlechten Wetterbedingungen – dennoch den vorher selbst erzeugten und gespeicherten Solarstrom zu verbrauchen. Dadurch entsteht eine größere Unabhängigkeit vom Stromnetz und den dort herrschenden Preisschwankungen. Das Ziel ist es, möglichst viel Strom direkt im eigenen Haushalt zu nutzen, selbst an Tagen mit wenig Sonneneinstrahlung oder während der Nachtzeiten.

Wenn Haushalte tagsüber wenig Strom verbrauchen, regelt ein Laderegler die Verteilung des überschüssigen Stroms an aktive Verbraucher wie beispielsweise den Kühlschrank. Der restliche Strom wird in den Speicher geleitet. Überschüssiger Strom kann auch ins Netz eingespeist und nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz vergütet werden.

Die Vor- und Nachteile von Sonnenenergie im Überblick

Solarenergie bietet zahlreiche Vorteile als umweltfreundliche Energiequelle. Zum einen ist die Stromerzeugung emissionsfrei und geräuschlos. Zum anderen steigert eine PV-Anlage auf dem Dach den Immobilienwert und sichert über 20 Jahre eine staatlich garantierte Rendite durch das EEG. Hausbesitzer erlangen zudem mehr Unabhängigkeit von Stromkonzernen und steigenden Strompreisen. Hinzu kommt, dass PV-Anlagen einfach zu betreiben sind und auch in weniger versorgten Zeiten Versorgungssicherheit bieten. Außerdem recyceln die meisten Solarmodulhersteller ihre Module in Europa selbst, was die Nachhaltigkeit der Technologie unterstützt.

Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen. So ist beispielsweise die Energieproduktion nicht konstant und abhängig von Wetter, Jahreszeit und Standort. Zudem können die Anschaffungskosten in Abhängigkeit vom Wirkungsgrad der Anlage recht hoch sein. Um Leistungseinbußen zu vermeiden, ist eine regelmäßige Reinigung der Solarpaneele nötig. Zuletzt benötigen Solaranlagen oft zusätzlichen Platz im Haus für Strom- oder Warmwasserspeicher.

Solarenergie in Deutschland

Immer mehr Unternehmen und private Haushalte in Deutschland nutzen Solarenergie zur Stromerzeugung. Laut dem Statistischen Bundesamt waren im März 2023 in Deutschland etwa 2,6 Millionen Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtnennleistung von rund 70.600 Megawatt installiert. Das entspricht einem Anstieg von 16 % bei der Anzahl der Anlagen und 21 % bei der installierten Leistung im Vergleich zum Vorjahr. Im März 2022 gab es etwa 2,2 Millionen Photovoltaikanlagen mit einer Nennleistung von insgesamt knapp 58.500 Megawatt. Erfasst werden alle Photovoltaikanlagen, die in das öffentliche Versorgungsnetz einspeisen und über einen Stromzähler verfügen, der die eingespeiste Strommenge misst.

Kleinere Anlagen, wie Balkonkraftwerke, sind in diesen Zahlen meist nicht enthalten. Generell ist zu beobachten, dass der Anteil von Photovoltaik an der gesamten Stromerzeugung zunimmt und damit auch die Bedeutung moderner Solartechnologien im Hinblick auf die angestrebte deutsche Energiewende wächst.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat eine Studie zur Bedeutung der Photovoltaik für die Energiewende in Deutschland veröffentlicht (Stand: Januar 2025).

Zu diesen Themen hat die Landeskampagne "Energieberatung Saar" (EBS) eigene Fachinformationen erstellt:

• Fachinformation Solarpaket 1 (05/2024)
• Fachinformation PVT-Kollektoren und Wärmepumpe (12/2024)

Fußnoten:

​weitere Quellen:

https://www.interconnector.de/wissen/solarenergie/