Funktionsweise, Aufbau und Wirtschaftlichkeit

Solarzellen sind elektronische Bauteile, die in der Lage sind, Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Ihre Technologie ermöglicht es, sauberen und kostengünstigen elektrischen Strom aus einer unerschöpflichen Energiequelle zu gewinnen: der Sonne. Sie stellen somit eine kostengünstige und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Energiequellen wie Kohle, Gas oder Öl dar. Da Solarzellen eine wichtige Rolle für die Energiewende spielen, haben sie sich im Laufe der letzten Jahre zu einer der am schnellsten wachsenden Industrien weltweit entwickelt. In diesem Beitrag möchten wir uns daher näher mit dem Thema Solarzellen beschäftigen, ihre Funktionsweise erklären, das Kosten-Nutzen-Verhältnis analysieren und andere wichtige Informationen beleuchten.


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Technologie und Funktionsweise von Solarzellen

Solarzellen bestehen aus Materialien, die als Halbleiter bezeichnet werden, wie zum Beispiel Silizium. Trifft Licht auf die äußerste Schicht des Halbleiters, werden eingebettete Elektronen freigesetzt und sie beginnen sich zu bewegen. Diese „Wanderung“ erzeugt ein elektrisches Feld innerhalb der Solarzelle, das dazu beiträgt, die Elektronen in eine Richtung zu bewegen und somit einen Stromfluss zu erzeugen.

Dieser Prozess wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet und ermöglicht es, Sonnenenergie in elektrische Energie umzusetzen. Durch den Einsatz von Metallkontakten an der Ober- und Unterseite der Solarzelle wird der erzeugte Strom abgeleitet. Er kann nun verwendet werden, um elektrische Geräte zu betreiben oder in Solarbatterien gespeichert zu werden.

Fun Fact:  Wusstest du, dass Albert Einstein für die Beschreibung der “Gesetze des photoelektrischen Effekts”, also für seine Theorien zur Photovoltaik, den Nobelpreis für das Jahr 1921 erhalten hat?

Arten von Solarzellen

Es gibt zwei Arten von Solarzellen, kristalline und dünnschichtige. Um kristalline Solarzellen herzustellen, wird ein hochreiner Siliziumblock in dünne Scheiben geschnitten, während hingegen bei dünnschichtigen Solarzellen nur eine dünne Schicht Halbleitermaterial auf eine Trägerschicht aufgebracht wird. Dünnschichtige Solarzellen sind aufgrund ihrer Herstellung kostengünstiger als kristalline Solarzellen, weisen aber eine geringere Effizienz auf.

Zudem können Solarzellen in monokristalline und polykristalline Solarzellen unterteilt werden. Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem einzigen Siliziumkristall, polykristalline Solarzellen aus vielen kleinen Kristallen. Auch hier sind polykristalline Solarzellen günstiger, aber weniger effizient.

Kosten von Solarzellen

Die Produktionskosten von Solarzellen hängen von einer Reihe von Faktoren ab, wie zum Beispiel der Bauart der Solarzelle, der Größe und der Leistung. Wie bereits oben beschrieben sind kristalline Solarzellen in der Regel teurer als dünnschichtige, beide Bauarten sind aber im Laufe der letzten Jahre deutlich günstiger geworden. Durch die erhöhte Nachfrage und den stärkeren Wettbewerb kam es zu massiven technologischen Fortschritten, die wiederum zu konsistent sinkenden Preisen geführt haben. So konnten sich Solarzellen zu einer wettbewerbsfähigen Alternative zu fossilen Brennstoffen entwickeln.

Wichtig ist, zu beachten, dass die Ausgaben für Solarzellen nur einen Teil der Gesamtkosten eines gesamten Solarsystems ausmachen. Weitere Kosten, die berücksichtigt werden müssen, sind die Kosten für Installation, Inbetriebnahme und Wartung des Systems. Auch die Kosten der anderen Bestandteile der Anlage, wie etwa dem Wechselrichter, müssen einkalkuliert werden. In vielen Fällen können staatliche Subventionen und Steuergutschriften aber dazu beitragen, die Kosten für Solarsysteme deutlich zu senken und den Zugang zu Solarenergie zu erleichtern.

Grob geschätzt liegen die Kosten für Solarzellen zwischen 0,50€ und 1,50€ pro Watt installierter Leistung. Das bedeutet also, dass eine 10 kW Solaranlage zwischen 5.000€ und 15.000€ kosten kann, je nachdem, welche Art von Solarzellen verwendet und wie die Anlage installiert wird.

Einkaufstipps

Vor dem Kauf eines Solarsystems gibt es einige wichtige Dinge zu beachten, um die richtige Kaufentscheidung zu treffen. Grundsätzlich empfehlen wir dir, dich an einen Experten zu wenden. Aber informiert sein, schadet nie!

Bestimme deinen Energiebedarf

Bevor du dich für eine Solaranlage entscheidest, solltest du deinen Energiebedarf ermitteln, um sicherzustellen, dass die von dir installierte Solaranlage deinen Bedarf decken kann. Fast genauso wichtig ist es, nicht zu viel Strom zu erzeugen, da dies die Wirtschaftlichkeit der Anlage verschlechtert. Um deinen Strombedarf zu ermitteln, kannst du etwa die Stromrechnungen der letzten Monate überprüfen, um daraus einen durchschnittlichen Energiebedarf abzuleiten.

Die richtige Art von Solarzellen

Es gibt viele verschiedene Arten von Solarzellen auf dem Markt und welche für dich passen, hängt von deiner individuellen Situation ab. Beachte deinen Standort, die baulichen Gegebenheiten vor Ort und die Anforderungen, die du an deine Anlage hast.

Effizienz

Die Effizienz von Solarzellen kann stark variieren, eine höhere Effizienz bedeutet, dass mehr Energie aus der gleichen Menge an Sonnenlicht gewonnen werden kann. Je effizienter eine Solarzelle ist, desto teurer ist sie auch. Wenn du also reichlich Platz hast, könnten kostengünstige Solarzellen für dich wirtschaftlicher sein, während du bei wenig Platz möglicherweise in effizientere Solarzellen investieren musst. Auch hier gilt, dass du meist gut fährst, wenn du von Experten zusammengestellte Gesamtsysteme verwendest.

Achte auf die Garantiebedingungen

Überprüfe immer die Garantiebedingungen für die Solarzellen, die du kaufen möchtest. Eine gute Solaranlage sollte eine Garantiezeit von mindestens zehn Jahren haben, manche Hersteller gewähren sogar für 20 Jahre oder mehr Garantie. Achte auch darauf, dass manche Garantien die Leistung der Solarzelle abdecken und andere nicht. Grundsätzlich nimmt dieser im Laufe der Jahre ab, was aber nicht zu schnell passieren sollte. Beim Mietkauf-Modell von Otovo zum Beispiel musst du dir nie Gedanken darüber machen, da für die gesamte Mietdauer Otovo sicherstellt, dass deine Anlage funktioniert.

Installation von Solarzellen

Da Solarzellen immer als Teil eines größeren Systems zu sehen sind, sind sie nicht wirklich selbst zu installieren. Der komplexe Prozess, die verschiedenen Bauteile und Komponenten einer Solaranlage zu verbauen und aufeinander abzustimmen, sollte immer von einem erfahrenen und lizenzierten Fachmann durchgeführt werden. Hier ist es wichtig, die Referenzen und Bewertungen eines Installateurs durchzulesen und sich selbst ein Bild zu machen. Ein guter Installateur sollte auch in der Lage sein, dir eine mehr oder weniger genaue Schätzung der Kosten und der zu erwartenden Energieerzeugung zu geben.


Otovo arbeitet mit lokalen Experten zusammen. Lass dich bei Zusammenstellung und Installation deiner Anlage beraten.

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Wirtschaftlichkeit von Solarzellen und ihre Rolle in der Energiewende

Um die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage zu ermitteln, müssen die zu erwartenden Kosten und die langfristigen Ersparnisse bei den Stromkosten möglichst genau berechnet werden. Hierfür solltest du dir ein Bild davon machen, wie viel Strom ein Haushalt pro Jahr benötigt und wie viel dieser kostet. Diesen Kosten kannst du dann die Kosten der Solaranlage gegenüberstellen. Ein wichtiger Faktor hierfür ist natürlich der Preis pro installierter Watt Leistung, der je nach Hersteller und Modell stark variieren kann. Zudem spielen der Standort und die zu erwartenden Sonnenstunden eine große Rolle. Je nachdem, wie viel Energie die eigene Photovoltaikanlage erzeugt, amortisiert sich die Investition nach unterschiedlich langer Zeit. Doch kann, besonders bei heutigen Strompreisen davon ausgegangen werden, dass sich die Anlage auf jeden Fall auszahlt - egal ob Direktkauf oder Miete.

Der Einsatz von Solarzellen ist nicht nur wirtschaftlich rentabel: auch der Umweltgedanke sollte nicht unbeachtet bleiben. Um die Energiewende schaffen zu können, wird es nötig sein, in erneuerbare Energie zu investieren. Der Kauf einer privaten Photovoltaikanlage trägt dazu bei, eine Zukunft zu schaffen, in der wir nicht mehr von Öl und Gas abhängig sind. Solarstrom ist ein wichtiger Bestandteil der Energiewende.

Zu deiner eigenen PV-Anlage!
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