Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Der entstehende Gleichstrom wird dann in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt und entweder im Haus verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist.
Hier ein Überblick vom Sonnenstrahl bis zur Steckdose:
Der photovoltaische Effekt
Jedes Solarmodul besteht aus vielen Solarzellen (meist aus Silizium). Trifft Sonnenlicht auf die Solarzellen, werden Elektronen in Bewegung versetzt – es entsteht eine elektrische Spannung. Dieser photovoltaische Effekt wurde bereits 1839 von Alexandre Edmond Becquerel entdeckt, aber erst in den letzten Jahrzehnten in effiziente Solarmodule übersetzt.
Wichtig: Die Solarzellen brauchen kein direktes Sonnenlicht, sondern produzieren auch bei bewölktem Himmel Strom – nur weniger. Hitze reduziert den Wirkungsgrad sogar leicht.
Die Komponenten einer PV-Anlage
1. Solarmodule (auf dem Dach)
Die "sichtbaren" schwarzen/blauen Platten auf dem Dach. Übliche Modultypen:
Module liefern Gleichstrom (DC), dein Haus arbeitet mit Wechselstrom (AC). Der Wechselrichter wandelt um. Er ist das "Gehirn" der Anlage – er überwacht Leistung, kommuniziert mit dem Netz und meldet Fehler.
Typen:
String-Wechselrichter: Ein Gerät für die gesamte Anlage (Standard)
Hybrid-Wechselrichter: Mit integriertem Speicheranschluss
Mikro-Wechselrichter: Jedes Modul hat einen eigenen – teurer, aber bei Teilverschattung vorteilhaft
3. Zähler (vom Netzbetreiber)
Ein Zweirichtungszähler misst:
Den aus dem Netz bezogenen Strom
Den ins Netz eingespeisten Solarstrom
Wird im Zuge der PV-Installation vom Netzbetreiber getauscht (meist kostenlos).
4. Optional: Batteriespeicher
Ein Speicher nimmt Solarstrom auf, der tagsüber nicht direkt verbraucht wird, und gibt ihn abends wieder ab. Typische Größe: 1 kWh pro kWp Anlagenleistung (also 10 kWh Speicher zu 10 kWp PV). Details: Solaranlage mit Speicher
5. Optional: Wallbox
Eine Wallbox lädt das E-Auto mit Solarstrom. Moderne Wallboxen kennen den "Solar-Überschussmodus" und nutzen gezielt die Sonnenstunden.
Der Weg des Solarstroms – Schritt für Schritt
Sonne scheint auf die Module → Gleichstrom (DC) entsteht
DC-Kabel führt den Strom in den Wechselrichter (meist im Keller oder Hauswirtschaftsraum)
Wechselrichter wandelt in Wechselstrom (AC) um
Sicherungskasten: Strom fließt ins Hausnetz
Verbrauch im Haus: Geräte nutzen den Strom direkt ("Eigenverbrauch")
Überschuss wird entweder
- in den Batteriespeicher geladen, oder
- ins Stromnetz eingespeist (→ Einspeisevergütung)
Bei Dunkelheit: Speicher entlädt sich zuerst, dann bezieht das Haus Strom vom Netz
Wirkungsgrad und Erträge
Wie viel Strom produziert eine PV-Anlage?
In Deutschland produziert 1 kWp installierte Leistung im Schnitt:
Norddeutschland: 900–950 kWh/Jahr
Mitteldeutschland: 950–1.000 kWh/Jahr
Süddeutschland: 1.000–1.080 kWh/Jahr (Bayern sogar mehr)
Eine 10-kWp-Anlage produziert also etwa 9.500–10.500 kWh pro Jahr – das deckt den Stromverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (4.000–5.000 kWh) mehrfach.
Einflussfaktoren
Dachausrichtung: Süd optimal (100 %), Ost/West ca. 85 %
Dachneigung: 30–35° optimal
Verschattung: jedes Hindernis (Baum, Schornstein, Gaube) reduziert den Ertrag
Modulqualität: Hochwertige Module 2–4 % mehr Ertrag
Wartung: Saubere Module bringen 3–5 % mehr Ertrag
Du kannst die voraussichtliche Produktion für deine Situation kostenlos im Solar-Rechner berechnen.
Lebensdauer einer Photovoltaikanlage
Module: 25–30 Jahre Lebensdauer, 25 Jahre Leistungsgarantie (typisch 80 % nach 25 Jahren)
Wechselrichter: 10–15 Jahre, dann meist Tausch nötig (ca. 1.500–2.500 €)
Speicher: 15–20 Jahre bzw. 6.000–10.000 Ladezyklen (LFP-Technologie)
Montagesystem: 30+ Jahre (Edelstahl/Aluminium)
Was, wenn die Sonne nicht scheint?
Bewölkt: Anlage produziert trotzdem 10–25 % der Spitzenleistung (diffuses Licht)
Nachts: Keine Produktion – Strom kommt aus Speicher oder Netz
Winter: Deutlich weniger Ertrag (bis zu 80 % weniger als im Juni) – aber Heizungsbedarf hoch
Stromausfall im Netz: Standard-PV-Anlage schaltet automatisch ab (Sicherheit). Nur mit Notstrom-/Inselfähigkeit funktioniert die Anlage bei Netzausfall weiter – das muss beim Kauf explizit bestellt werden.
Fazit
Photovoltaik ist technisch ausgereift und funktioniert zuverlässig: Sonnenlicht auf die Module → Gleichstrom → Wechselrichter → Wechselstrom → Haus. Die zentrale Logik ist simpel, entscheidend sind die Qualität der Komponenten und die Dimensionierung für dein Zuhause.
Mit unserem Solar-Rechner siehst du konkret, was deine Anlage produzieren und einsparen würde.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage in einem Satz?
Solarmodule auf dem Dach wandeln Sonnenlicht direkt in Gleichstrom um, der Wechselrichter macht daraus Wechselstrom für dein Haus, und Überschuss geht entweder in den Speicher oder ins öffentliche Stromnetz.
Produziert eine PV-Anlage auch bei bewölktem Himmel Strom?
Ja. Solarmodule nutzen sowohl direktes als auch diffuses Sonnenlicht. Bei bedecktem Himmel liegen die Erträge typischerweise bei 10–25 % der Spitzenleistung. Komplett ohne Licht (nachts) wird kein Strom produziert.
Funktioniert Photovoltaik bei Stromausfall?
Standard-Anlagen nicht – sie schalten bei Netzausfall automatisch ab (Sicherheitsvorschrift). Nur wenn die Anlage explizit mit Notstrom-/Inselfähigkeit ausgestattet ist, läuft sie bei Netzausfall weiter. Das muss beim Kauf gezielt bestellt werden und kostet ca. 1.500–3.000 € Aufpreis.
Wie lange hält eine Photovoltaikanlage?
Solarmodule halten 25–30 Jahre und haben typisch eine Leistungsgarantie von 25 Jahren (80 % Restleistung). Wechselrichter halten 10–15 Jahre und müssen dann getauscht werden. Der Speicher hält 15–20 Jahre.
Wie viel Strom produziert 1 kWp pro Jahr in Deutschland?
In Deutschland produziert 1 kWp installierte Leistung durchschnittlich 900–1.080 kWh pro Jahr, abhängig von der Region: Norddeutschland 900–950 kWh/kWp, Mitteldeutschland 950–1.000 kWh/kWp, Süddeutschland (v. a. Bayern) 1.000–1.080 kWh/kWp.