Funktionsweise einer Solaranlage: So funktioniert die Stromerzeugung mit Sonnenenergie
Die Solarenergie ist ein wichtiger Baustein der Energiewende. Immer mehr private Haushalte und Unternehmen setzen auf Solaranlagen, um umweltfreundlichen Strom zu erzeugen und Energiekosten zu senken. Doch wie genau funktioniert eine Solaranlage? Dieser umfassende Ratgeber erklärt die Funktionsweise im Detail und beleuchtet alle wichtigen Komponenten. Von den Solarmodulen über den Wechselrichter bis hin zu Stromspeichern und intelligenten Steuerungssystemen – jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle.
Die grundlegende Funktionsweise einer Solaranlage:
Eine Solaranlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Dieser Prozess basiert auf dem photoelektrischen Effekt. Wenn das Sonnenlicht auf die Solarzellen der Module trifft, werden Elektronen freigesetzt und es entsteht Gleichstrom. Dieser Gleichstrom wird anschließend vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, der im Haushalt oder im Unternehmen genutzt oder ins öffentliche Netz eingespeist werden kann.
Auch bei bewölktem Himmel oder im Winter produziert eine Solaranlage Strom, wenn auch in geringerem Umfang. Diffuses Licht reicht aus, um eine gewisse Stromerzeugung zu gewährleisten.
Die zentralen Komponenten einer Solaranlage und ihre Funktionsweise:
- Solarmodule: Sie sind das Herzstück der Solaranlage. Sie bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die das Sonnenlicht in Gleichstrom umwandeln. Bei der Auswahl der Module sollten Sie auf Leistung, Wirkungsgrad, Ausrichtung (optimalerweise Süden), Neigung (30-35 Grad), Langlebigkeit und Garantien achten.
- Wechselrichter: Der Wechselrichter wandelt den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der für den Betrieb von Haushaltsgeräten, Maschinen in Unternehmen oder die Einspeisung ins öffentliche Netz benötigt wird. Es gibt String-Wechselrichter und Hybrid-Wechselrichter.
- Stromspeicher: Ein Stromspeicher ermöglicht es, den überschüssigen Solarstrom zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Dies erhöht den Eigenverbrauch und die Unabhängigkeit vom Stromnetz. Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) sind eine gängige und sichere Wahl. Die Speicherkapazität sollte zur Anlagengröße und dem Stromverbrauch passen.
- Montagesystem: Das Montagesystem befestigt die Solarmodule sicher auf dem Dach oder einer anderen geeigneten Fläche. Wir verwenden ein doppellagiges System, ohne sichtbare Haken und Profile.
- Verkabelung und Anschlüsse: Die Verkabelung verbindet die einzelnen Komponenten der Solaranlage miteinander.
Die Funktionsweise im Detail:
- Sonnenlicht trifft auf die Solarmodule: Die Solarzellen absorbieren das Sonnenlicht.
- Freisetzung von Elektronen: Durch den photoelektrischen Effekt werden in den Solarzellen Elektronen freigesetzt.
- Entstehung von Gleichstrom: Die Bewegung der Elektronen erzeugt einen elektrischen Strom (Gleichstrom).
- Umwandlung in Wechselstrom: Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um.
- Nutzung des Stroms: Der Wechselstrom kann nun im Haushalt oder im Unternehmen genutzt oder ins öffentliche Netz eingespeist werden.
- Speicherung (mit Stromspeicher): Überschüssiger Strom kann im Stromspeicher gespeichert und später abgerufen werden.
Solarmodule: Das Herzstück Ihrer Solaranlage
Die Solarmodule sind für die Erzeugung des Stroms verantwortlich. Hier sind einige Faktoren, die Sie bei der Auswahl beachten sollten:
- Leistung und Wirkungsgrad: Hochwertige Module bieten eine hohe Leistung und einen ausgezeichneten Wirkungsgrad. Beispielsweise erzielen moderne Module bis zu 21,8 % Wirkungsgrad und sind mit Technologien wie TOPCon ausgestattet, die Spannungsverluste minimieren.
- Ausrichtung und Neigung: Eine optimale Ausrichtung nach Süden sowie ein Neigungswinkel von 30-35 Grad sorgen für maximale Effizienz. Vermeiden Sie Verschattungen durch Gebäude oder Bäume, um Leistungseinbußen zu vermeiden.
- Nachhaltigkeit und Produktionsbedingungen: Achten Sie auf kurze Lieferwege und eine nachhaltige Modulproduktion.
- Langlebigkeit und Garantien: Längere Garantiezeiten, wie z. B. 30 Jahre für Module und 30 Jahre auf die Leistung, sichern Ihre Investition ab.
Ihr Weg in die Energieunabhängigkeit: Solaranlage, Wallbox, Speicher & Co.
Nutzen Sie die Kraft der Sonne! Mit einer Solaranlage senken Sie Ihre Stromkosten nachhaltig. Ergänzt durch einen Energiespeicher, eine Wallbox für Ihr E-Auto und eine Wärmepumpe machen Sie sich unabhängiger von steigenden Energiepreisen und gestalten Ihr Zuhause zukunftssicher. Erfahren Sie jetzt, wie Sie von diesen Technologien profitieren können!

Der Wechselrichter: Die Schnittstelle zwischen Solarstrom und Haushalt
Der Wechselrichter wandelt den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der im Haushalt genutzt werden kann. Es gibt zwei Hauptarten:
- String-Wechselrichter: Diese Geräte wandeln den Strom von mehreren in Reihe geschalteten Modulen gemeinsam um. Sie sind kostengünstig, jedoch anfällig für Leistungseinbußen bei Verschattung einzelner Module.
- Hybridwechselrichter: Kann mit dem überschüssigen Strom direkt den Speicher laden.
Stromspeicher: Mehr Autarkie durch gespeicherten Solarstrom
Ein Stromspeicher ermöglicht Ihnen, überschüssigen Solarstrom für später zu speichern. Die wichtigsten Punkte:
- Batterietypen: Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) und Nickel-Mangan-Cobalt (NMC) gelten als sicher. Andere Batterietypen sind aktuell noch nicht komplett Marktreif und preislich leider noch uninteressant.
- AC- oder DC-Speicher:
- AC-Speicher: Ein Batteriewechselrichter wechselt den überschüssigen Strom wieder in gleichstrom und lädt damit den Speicher.
- DC-Speicher: Der Hybridwechselrichter wechselt nur den Strom, der gerade im Haus verbraucht wird und lädt den Speicher direkt mit Gleichstrom.
- Dimensionierung: Die Kapazität des Speichers sollte zu ihrem Nachtverbrauch passen. Lesen Sie ihren Stromzähler um 19 Uhr und um 7 Uhr ab. Die Differenz beschreibt in etwa die Kapazität Ihres Speichers.
- Intelligente Software: Systeme wie SolarEdge ONE optimieren den Eigenverbrauch und ermöglichen den Bezug von Netzstrom zu günstigen Zeiten, indem sie mit der Strombörse verbunden sind.
Überschüssiger Strom: Einspeisen oder speichern?
Produziert Ihre Solaranlage mehr Strom, als Sie verbrauchen, können Sie diesen entweder ins Netz einspeisen oder speichern:
- Einspeisung: Sie erhalten eine Vergütung von rund 8 Cent pro kWh für Anlagen bis 10 kWp.
- Speicherung: Stromspeicher erhöhen den Eigenverbrauch und reduzieren die Abhängigkeit vom Netz.
Die Entscheidung zwischen Einspeisung und Speicherung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem individuellen Stromverbrauch, der Höhe der Einspeisevergütung und den Kosten für einen Stromspeicher.
Wirtschaftlichkeit und Dimensionierung Ihrer Solaranlage
Die richtige Größe der Solaranlage ist entscheidend für die Rentabilität. Eine überdimensionierte Anlage erzeugt zwar mehr Strom, führt aber zu hohen Einspeisungsverlusten, da die Vergütung gering ist. Eine zu kleine Anlage hingegen deckt den Bedarf nicht vollständig. Lassen Sie sich von Fachleuten beraten, um die optimale Dimensionierung für Ihre Bedürfnisse zu finden.
Fazit zur Funktionsweise einer Solaranlage:
Mit der richtigen Planung und Auswahl aller Komponenten können Sie die Vorteile Ihrer Solaranlage voll ausschöpfen. Von der effizienten Stromerzeugung über die Speicherung bis hin zur intelligenten Nutzung – eine Solaranlage bietet Ihnen die Möglichkeit, langfristig Kosten zu sparen und einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Lassen Sie sich von Expert:innen umfassend beraten und starten Sie in eine nachhaltige Energiezukunft.