Alles über Solarplatten in 2021

Kai Janßen
Zuletzt aktualisiert:
09/10/2021
Kategorie: Solarpanel

Was sind Solarplatten?

Der Begriff „Solarplatten“ umfasst alle Solarmodule und damit sowohl Photovoltaikmodule zur Stromerzeugung als auch Solarthermiemodule zur Bereitstellung von Wärme.

Alle Solarplatten sind flach und plattenartig gefertigt. Somit können sie beispielsweise an Dachflächen montiert werden, um dort das Sonnenlicht aufzufangen. Die modulare Bauweise erlaubt dabei das Verbinden mehrerer einzelner Solarplatten zu einem großen und leistungsfähigen Verbund.

Welche Arten von Solarplatten gibt es?

Es wird zwischen zwei prinzipiellen Typen im Bereich der Solarplatten unterschieden. Zum einen werden sogenannte Photovoltaikmodule eingesetzt. Hierbei handelt es sich um kleine „Kraftwerke“, die Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln.

Zum anderen gehören auch die Wärmekollektoren einer Solarthermieanlage zu den Solarplatten. Diese Kollektoren erzeugen aus dem Sonnenlicht keinen Strom, sondern stellen Nutzwärme bereit.

Solarkollektoren Solarthermie

Solarkollektoren auf dem Dach

Diese beiden Solarplattenformen unterscheiden sich bei genauerer Betrachtung optisch sehr stark. Wärmekollektoren sind etwas dicker als Photovoltaikpaneele. Sie verfügen über einen röhrenartigen Aufbau mit unterschiedlich vielen dunkel gefärbten Röhren.

Demgegenüber weisen Photovoltaikmodule ein ebenes und gleichmäßig flaches Erscheinungsbild auf. Sie sind zumeist dunkelblau bis schwarz gefärbt. Bei genauer Betrachtung sind bei einem Photovoltaikmodul viele kleine Untereinheiten zu erkennen.

Hierbei handelt es sich jeweils um eine einzelne Solarzelle. In diesen Solarzellen findet die eigentliche photoelektrische Reaktion statt, bei der Licht in Strom umgewandelt wird.

Solarmodul mit Solarzellen auf dem Dach

Solarmodule bestehen aus Solarzellen

Neben der Optik unterscheiden sich beide Solarplattentypen häufig auch durch ihre Größe.

Wärmekollektoren dienen ausschließlich zur Bereitstellung von Wärme für den Verbrauch direkt vor Ort. Dementsprechend ist ihre Dimensionierung an dem prognostizierten Verbrauch bemessen. Dies hat zur Folge, dass Solarthermieanlagen häufig nicht die gesamte für Solarenergie geeignete Fläche eines Dachs einnehmen.

Bei einer Photovoltaikanlage hingegen kann überschüssiger Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Aus diesem Grund lohnt es sich für die Betreiber häufig, die Anlage möglichst groß zu dimensionieren. Somit kann nicht nur ein Großteil des eigenen Strombedarfs durch die Solarkollektoren bereitgestellt werden, sondern auch noch Geld durch das Einspeisen von überschüssigem Strom ins öffentliche Netz verdient werden. Durch eine große Photovoltaikanlage können die fixen Anschaffungskosten wie die Planung, der Anschluss ans Stromnetz reduziert werden.

Wie funktionieren Photovoltaik Solarplatten?

In einer Photovoltaikplatte wird eintreffendes Licht in Strom umgewandelt. Diese Reaktion findet in den jeweils rund 60 einzelnen Solarzellen des Moduls statt.

Diese Solarzellen bestehen aus einem Siliziumhalbleiter, der nach oben und unten mit einer Kunststoff- und einer Glasschicht vor Witterungseinflüssen geschützt ist.

Die eigentliche Strombereitstellung findet im Halbleiter statt. Er besteht aus zwei hauchdünnen Siliziumschichten. Trifft Licht auf diese Schichten, schlagen die eintreffenden Photonen Elektronen aus dem Silizium heraus. An der Grenzschicht zwischen den beiden Siliziumplatten entsteht dadurch nutzbarer Strom. 

Aufbau-solarzelle

Aufbau einer Solarzelle

Die einzelnen Solarzellen sind mittels einer Verkabelung in Reihe geschaltet. Somit liefern alle Zellen zusammen den Strom des gesamten Moduls. Hierbei handelt es sich allerdings technisch bedingt um Gleichstrom.

Um den Strom mit konventionellen Geräten nutzen oder ins Stromnetz einspeisen zu können, muss er deshalb zunächst in Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe erfüllt der sogenannte Wechselrichter einer Photovoltaikanlage. Bevor der Strom vor Ort verbraucht beziehungsweise ins Stromnetz eingespeist wird, erfolgt eine Ertragsmessung mittels eines Stromzählers. Denn nur so kann die Abrechnung mit dem Netzbetreiber und die korrekte Ermittlung der Höhe der Einspeisevergütung erfolgen.

 Expertenwissen

Auch wenn alle gängigen Photovoltaikmodule zur Stromerzeugung dienen und technisch auf Siliziumhalbleitern beruhen, gibt es unterschiedliche Ausführungen dieses Solarplattentyps, die sich optisch leicht unterscheiden lassen.

Polykristalline Solarzellen besitzen eine bläuliche Farbe und rechteckige Solarzellen. Bei diesen Zellen bestehen die Siliziumhalbleiter aus mehreren Siliziumkristallen.

Demgegenüber bestehen diese bei monokristallinen Solarzellen lediglich aus einem einzigen Siliziumkristall. Monokristalline Solarzellen sind tiefschwarz. Ihre Solarzellen sind zumeist achteckig. Monokristalline Solarzellen besitzen den höchsten Wirkungsgrad, sind in ihrer Anschaffung allerdings relativ teuer.

Sogenannte Dünnschichtzellen sind ebenfalls schwarz. Bei diesen Solarplatten sind keine einzelnen Solarzellen zu erkennen, weshalb das jeweilige Modul besonders einheitlich aussieht.

Monokristalline und polykristalline Solarzellen sind die beiden bedeutsamsten Zelltypen. Sie unterschieden sich insbesondere in ihrem Wirkungsgrad.

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Wie funktionieren Solarthermie-Solarplatten?

Solarthermieplatten dienen als Wärmekollektoren. Die bereitgestellte Wärme wird dann für die Warmwasserversorgung und die Heizung des Hauses verwendet. Die dunklen Solarmodule enthalten entweder eine Wasser-Glykol-Mischung oder je nach Ausführung ein Vakuum.

Die Sonnenstrahlen erhitzen die Solarthermieplatten, woraufhin die Wärme durch die Rohre aus den Kollektoren abgeleitet wird. Im Anschluss wird damit Wasser in einem Wärmespeicher erhitzt. Mittels einer Pumpe wird das warme Wasser dann an die einzelnen Verbraucher verteilt. Hierzu zählen beispielsweise die Dusche, das Bad oder je nach Ausführung auch die Heizung des Hauses.

Da der Wärmespeicher besonders gut isoliert ist, kann die Temperatur des Wassers sehr lange hochgehalten werden. So kann die gespeicherte Wärme mehrere Stunden und teilweise sogar einige Tage lang konserviert werden. Somit ist die Warmwasserversorgung auch dann sichergestellt, wenn die Sonne einmal nicht scheint oder es bereits dunkel ist. 

Die meisten Anlagen verfügen zusätzlich zum Wärmekollektor auf dem Dach auch noch über einen separaten Heizbrenner. Dieser fängt Spitzenlasten auf oder erhöht die Leistung des Heizsystems in den Wintermonaten. Im Vergleich zu Häusern ohne Solarthermieplatten ist dieses Heizaggregat allerdings kleiner dimensioniert.

Was kosten Photovoltaik-Solarplatten?

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage bemessen sich hauptsächlich an der Leistung einer solchen Anlage. Diese wird in der Einheit Kilowatt-Peak (kWp) angegeben. Hierunter versteht man die Spitzenleistung der Anlage bei optimalen Bedingungen und voller Sonneneinstrahlung.

In Norddeutschland kann mit einem jährlichen Ertrag von rund 900 kWh pro kWp installierter Leistung kalkuliert werden. In Süddeutschland können sogar über 1.000 kWh pro kWp erzielt werden. Je nach Ausführung und Dimensionierung der Anlage können die Kosten variieren. Ein guter Richtwert stellt eine Preisspanne von 1.200 bis 1.700 Euro pro kWp dar.

Der Preis ist dabei in hohem Maße von den jeweils verbauten Modultypen abhängig. Monokristalline Solarpaneele kosten in der Anschaffung mehr Geld, besitzen allerdings einen höheren Wirkungsgrad als andere Modultypen.

 Polykristalline Module und Dünnschichtpaneele sind deutlich günstiger, können allerdings auch nicht so viel Strom auf der gleichen Fläche erzeugen.

Um den Strombedarf einer durchschnittlichen vierköpfigen Familie decken zu können, wird eine Solaranlage mit ungefähr 5 kWp benötigt. Dementsprechend müssen mit Kosten von 6.000 bis 8.500 Euro kalkuliert werden. 

Allerdings kann es sich lohnen die Anlage größer zu dimensionieren. Denn dann kann der überschüssige Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist und damit ein zusätzliches Einkommen generiert werden.

Was kosten Solarthermie Solarplatten?

Die Kosten für eine Solarthermieanlage variieren in Abhängigkeit vom geplanten Einsatzzweck. Wer beispielsweise lediglich seine Warmwasserversorgung sichern möchte, für den reichen oft schon 5 Quadratmeter Solarplatten. Dann sind mit Kosten in Höhe von 4.000 bis 5.000 Euro zu rechnen.

Mindestens die doppelte Fläche wird benötigt, wenn zusätzlich auch die Heizung mit Solarenergie betrieben werden soll. Im Schnitt kosten die Solarplatten dann 8.000 bis 10.000 Euro. Die Lebensdauer der Solarplatten beträgt im Regelfall über 20 Jahre. In dieser Periode werden die entsprechenden Kosten für die Warmwassererzeugung und die Heizung eingespart.

Photovoltaik

  • Erzeugt Strom
  • Wichtiger Bestandteil: Solarzellen 
  • Benötigt viel Platz
  • Einspeisung möglich
  • Etwas geringere Anschaffungskosten

Solarthermie

  • Erzeugt Wärme (Heizung, Wasser)
  • Wichtiger Bestandteil: Wärmekollektor
  • Benötigt wenig Platz
  • Keine Einspeisung möglich
  • Höhere Anschaffungskosten

Lohnt sich der Kauf von Solarplatten?

Ob sich die Anschaffung von Solarplatten lohnt, muss für den jeweiligen Einzelfall konkret evaluiert werden. Insbesondere muss überprüft werden, ob die vorhandene Dachfläche genügend Sonneneinstrahlung erhält.

Neben der Ausrichtung des Dachs können auch Verschattungen durch nahe Bäume oder Gebäude einen Strich durch die Rechnung machen. Ein Einsatz von Solarplatten lohnt sich in einem solchen Fall nicht.

Die Ausrichtung einer Solar PV-Anlage hat einen großen Einfluss auf ihren Ertrag. Sie entscheidet darüber, ob diese rentabel arbeitet und ob eine Investition sich trägt.

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Ob sich eine Photovoltaikanlage rechnet, hängt auch von der Höhe des realistisch erreichbaren Eigenverbrauchs ab. Denn die Einspeisung von Solarstrom alleine ist für Dachanlagen in der heutigen Zeit nicht mehr unbedingt rentabel.

Dies liegt daran, dass die Einspeisevergütung für Solarstrom je nach Größe der Anlage mittlerweile nur noch um die 12 Cent pro kWh beträgt. Die Kosten für den Betrieb einer Photovoltaikanlage belaufen sich allerdings sogar nach deren Amortisation auf ungefähr 8 bis 12 Cent pro kWh. Schließlich fallen neben den Kosten für die Wartung auch Steuern an.

Zwar fallen die Steuern auch an, wenn der Strom selbst verbraucht wird. Trotzdem ist der Eigenverbrauch besonders rentabel. Denn wer seinen Solarstrom selbst verkauft, der kann die hohen Endkundenpreise für Strom von um die 30 Cent pro kWh sparen.

Wer Solarthermieplatten auf seinem Dach installiert, kann keine Erlöse durch den Verkauf von Energie realisieren. Trotzdem lohnt sich eine solche Anlage in den allermeisten Fällen. Schließlich können hohe Kosten für die Wärmebereitstellung eingespart werden. Hierdurch amortisiert sich die Anlage zumeist recht schnell. Über die gesamte Lebensdauer hinweg betrachtet kann deshalb oft eine hohe Summe eingespart werden.

Neben dem direkten Vergleich von Solarthermieplatten mit konventionellen Öl- oder Gasheizungen spielen zusätzlich noch politische Vorgaben eine wichtige Rolle bei der Entscheidung, ob eine Solarthermieanlage installiert werden soll.

So gibt es in den einzelnen Bundesländern unterschiedliche Vorschriften, in welchem Umfang bei der Renovierung oder dem Neubau von Gebäuden erneuerbare Energien genutzt werden müssen. Solarthermiepaneele dienen hierbei häufig als relativ kostengünstige Möglichkeit, um diese Vorgaben zu erfüllen.

Fazit

Solarthermie- und Photovoltaikplatten unterscheiden sich in ihrem prinzipiellen Aufbau und ihrer Funktionsweise.

Solarthermieplatten dienen als Wärmekollektoren und erzeugen nachhaltige Prozesswärme, die direkt vor Ort verbraucht werden kann. Mit ihr wird die Warmwasserversorgung und teilweise auch die Heizung eines Hauses betrieben.

Photovoltaikpaneele hingegen erzeugen Strom, der sowohl vor Ort verbraucht, als auch ins Netz eingespeist werden kann.

Beide Solarplattentypen sind in den allermeisten Fällen eine rentable Investition. Allerdings konkurrieren sie um die gleichen Standorte, denn beide sollten auf Dachflächen mit hoher Sonneneinstrahlung installiert werden.

Um zu entscheiden, welcher Anlagentyp besser für die individuelle Situation geeignet ist, sollte der Rat eines Experten hinzugezogen werden. Dieser hilft auch bei der Planung und Dimensionierung einer entsprechenden Anlage.

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