Solarplatten zur Strom- und Wärmeerzeugung – Begriffserklärung, Anwendung & Kosten 2021

NADINE KÜMPEL

AKTUALISIERT AM: 25.08.2021

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AKTUALISIERT AM: 25.08.2021

Solarplatten dienen der Strom- oder Wärmeerzeugung aus Sonnenenergie. Inzwischen ist die Technologie erschwinglich und Hausbesitzer können mit Solarplatten die Umwelt schützen und gleichzeitig Stromkosten sparen.

Solarplatten

Was sind Solarplatten?

Solarplatten sind rechteckige Platten, die dazu dienen, Sonnenenergie in nutzbare Wärme oder Strom umzuwandeln. Der Begriff Solarplatte ist eher unüblich. Gängiger sind die Bezeichnungen Solarmodule. Auch der Ausdruck Solarpanel wird häufig verwendet. 

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Solarplatten. Platten, die die Energie der Sonne in Strom wandeln können fallen unter die Kategorie Photovoltaik. Einzelne Platten werden dann als Photovoltaikmodule bezeichnet. Dienen die Solarplatten der Umwandlung der thermischen Energie der Sonne in nutzbare Wärme handelt es sich um sogenannte Solarkollektoren und Solarthermie. Auch hybride Solarplatten, die sowohl Strom als auch Wärme erzeugen sind möglich, werden aber nur selten eingesetzt. 

Da mit dem Ausdruck Solarplatte in den meisten Fällen Photovoltaikmodule gemeint sind, wird sich der folgende Artikel auf Solarplatten im Sinne der Photovoltaik konzentrieren. Dennoch soll kurz das Prinzip der Solarthermie erläutert werden.

Arten von Solarplatten

Solarplatten zur Stromerzeugung – Photovoltaik

Solarplatten zur Stromerzeugung bestehen aus einzelnen Solarzellen, die optisch ein Gitter bilden. Ältere Solarplatten weisen eine bläuliche Färbung auf. Neuere Modelle sind meist schwarz. Häufig werden Halbzellenmodule als Solarplatte eingesetzt. Hatten Solarplatten früher üblicherweise 60 Solarzellen, bestehen Halbzellenmodule aus 120 Zellen. Im Prinzip enthält die Solarplatte jedoch die gleichen Materialien, da die Solarzellen bei der Produktion nur in zwei Hälften geschnitten werden. 

moderne Solarplatte zur Stromerzeugung (Halbzellenmodul).

Eine Solarplatte zur Stromerzeugung kann die Strahlungsenergie der Sonne in Strom verwandeln. Fällt Sonnenlicht auf die Platte, werden durch eine chemische Reaktion Elektronen in der Zelle angeregt, fließen durch einen elektrischen Leiter und werden dann als Strom genutzt.

Solarplatten zur Stromerzeugung sind nur ein Bestandteil einer Photovoltaikanlage. Da der in den Solarplatten generierte Strom Gleichstrom ist, bedarf es eines Wechselrichters, der den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom wandelt. Mit Hilfe von Montagesystemen mit Dachhaken und Schienen werden die Solarplatten auf dem Dach befestigt. Um den erzeugten Solarstrom auch nutzen zu können, wenn keine Sonne scheint, kann die Photovoltaikanlage um einen Stromspeicher ergänzt werden. 

Aufbau Photovoltaikanlage mit Wechselrichter
Aufbau und Komponenten einer Photovoltaikanlage

Solarplatten zur Wärmegewinnung – Solarthermie

Neben den üblichen Solarplatten zur Stromerzeugung werden auch Solarkollektoren zum Teil als Solarplatte bezeichnet. Diese dienen der Wärmeerzeugung mittels Solarenergie (auch Solarthermie genannt). Äußerlich unterscheiden sie sich durch ihre parallel verlaufenden Streifen bzw. Röhren von Solarplatten zur Stromerzeugung.

Solarkollektor
Solarplatten zur Wärmeerzeugung

Und das funktioniert so: Die Solarplatten bestehen aus mit Flüssigkeit gefüllten Röhren. Bei Sonneneinstrahlung erhitzen sich die Röhren und die darin enthaltene Flüssigkeit. Da diese Wärme besonders gut leiten kann, kann die Energie überwiegend verlustfrei ins Haus transportiert werden. Dort kann sie dann zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung genutzt werden. Häufig enthält eine Solarthermieanlage auch einen Wärmespeicher. So kann wie bei der Photovoltaikanlage Sonnenenergie für später zwischengespeichert werden. 

Funktion einer Solarthermieanlage

Wie effektiv sind Solarplatten?

technische Voraussetzungen – Wirkungsgrad & Modulleistung

Solarplatten zur Stromerzeugung wurden in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Aktuell können bereits Wirkungsgrade zwischen 15 und 22% erreicht werden. Hochwertige Platten erreichen meist Wirkungsgrade von über 20%. Wir viel Ertrag eine Solarplatte liefert, hängt aber natürlich nicht allein vom Wirkungsgrad ab. Ein entscheidender Faktor ist die Modulleistung. Diese gibt an, wie viel elektrische Leistung eine Solarplatte unter idealen Bedingungen erzeugen kann. Hier liegen Solarmodule bei ca. 300- 400 Watt pro Modul. 

Örtliche Gegebenheiten

Neben den technischen Voraussetzungen einer Solarplatte, hängt der tatsächliche Ertrag auch immer von den individuellen Gegebenheiten vor Ort ab. Folgende Faktoren sind hier zu berücksichtigen:

Zunächst einmal sollten Sie darauf achten, die Solarplatten nicht nach Norden auszurichten. Alle anderen Himmelsrichtungen sind theoretisch möglich. Ideal ist jedoch die direkte Südausrichtung oder aber eine Ost-West-Orientierung, wo in den Morgen- und Abendstunden besonders viel Ertrag erzielt werden kann. Die Module sollten idealerweise um 30 Grad geneigt sein. Aber auch andere Dachneigungen sind unproblematisch. Ist das Dach flacht, können die Module mittels sogenannten Flachdachmontagesystemen aufgeständert werden.

Schließlich bestimmt auch die Intensität der Sonneneinstrahlung maßgeblich, wie viel Ertrag erzielt werden kann. Im Süden etwa ist die Sonneneinstrahlung durchschnittlich höher als im Norden. Im Winter ist die Anzahl der Sonnenstunden und auch die Intensität der Sonne deutlich niedriger als im Sommer. Nicht zuletzt bestimmt die Tageszeit die Intensität der Sonne. 

Wo lassen sich Solarplatten nutzen?

Die gängigste Form der Nutzung ist die Installation der Platten auf dem Hausdach. Hier nehmen Sie keine Fläche weg und sind Verschattungen weniger ausgesetzt als am Boden. Solarplatten können aber auch auf einer Freifläche oder an Fassaden installiert werden. Für Kleinstanwendungen ist auch die Montage am Balkon oder im Garten möglich. Weitere Anwendungen finden Solarplatten zur mobilen Nutzung beim Camping oder in Elektrogeräten wie Taschenrechnern, Uhren, Kochern oder Taschenlampen. 

Die wichtigsten Anwendungsbereiche von Solarplatten auf einen Blick:

  • Stromerzeugung im Einfamilienhaus (Installation auf dem Dach oder im Garten)
  • Stromerzeugung in Mietwohnungen (Balkonplatten)
  • Camping & Outdoor (mobile Solarplatten)
  • Elektrogeräte (z.B. Kocher, Uhr, Taschenlampe)
  • gewerbliche Nutzung (Unternehmensdächer & Freifläche)
  • Raumfahrt (z.B. Raumsonden & Satelliten)

Das kostet eine Solarplatte

Solarplatten zur Stromerzeugung sind mittlerweile deutlich günstiger als noch vor wenigen Jahren.

Kostenentwicklung PV-Anlage und Stromspeicher im Vergleich zum öffentlichen Stromnetz
Kostenentwicklung Photovoltaik

In der Herstellung kostet eine Solarplatte aktuell 0,25-0,35 € pro Watt. Hier sind aber weder der Transport der Module zum Endkunden noch die Installationskosten enthalten. Realistisch muss der Kunde daher 0,40€ bis 0,60€ pro Watt zahlen. Ein 300 Wattmodul kostet den Endkunden heute daher etwa 120 €. 

Eine typische 10 kWp Anlage aus Solarplatten fürs Einfamilienhaus ist für 12.500 € bis 15.000 € zu haben. Mit Speicher steigen die Preise auf 20.000€ bis 27.000€. 

KOSTEN

1 Watt Solarleistung Produktion

0,25-0,35 €

1 Watt Solarleistung Endkundenpreis

  0,40 € - 0,80 €

1 Solarplatte

120 € -150 €

Photovoltaikanlage 10 kWp

12.500 € -15.000 €

Photovoltaikanlage mit Speicher 10 kWp

20.000 € - 27.000 €

Zu teuer? Diese Alternativen gibt es zum Kauf von Solarplatten

Förderung & Finanzierung

Da die Anschaffung einer Photovoltaikanlage mit Kosten von mehreren tausend Euro verbunden ist, bietet der Staat mit dem KfW-Kredit 270 die Möglichkeit einer zinsgünstigen Finanzierung von Solarplatten. Stromspeicher erhalten häufig zusätzlich direkte Investitionszuschüsse. Da die Förderung meist vor dem Kauf beantragt werden muss, informieren Sie sich unbedingt frühzeitig über Fördermöglichkeiten.

Neben der KfW bieten auch private Banken zinsgünstige Finanzierungsmöglichkeiten für Solarplatten. Die SGK Bank bietet etwa Solarkredite ab einem Zinssatz von 2,89% und finanziert 100% der Kosten.

Miete von Solarplatten

Sie interessieren sich für Solarplatten, scheuen aber die hohe Anfangsinvestition und möchten sich auch nach dem Kauf um nichts kümmern? Dann ist die Miete der Platten genau das richtige für Sie! Sie schließen einen Mietvertrag über 20 Jahre ab und erhalten gegen eine monatliche Mietrate Solarstrom direkt vom eigenen Dach. Um die Installation, Wartung und Instandhaltung der Anlage kümmert sich Wegatech. Im Vergleich zum sofortigen Kauf ist die Miete jedoch mit etwas höheren Kosten verbunden. 

Lohnt sich die Anschaffung von Solarplatten auch finanziell?

Solarplatten zur Stromerzeugung sind effizienter und gleichzeitig günstiger als noch vor wenigen Jahren. Das macht es möglich, mit Solarplatten Solarstrom für nur 10 Cent pro Kilowattstunde zu erzeugen. Strom aus dem öffentlichen Stromnetz kostet aktuell 32 Cent. Damit sparen Sie mit jeder Kilowattstunde Strom, die Sie mit Solarplatten erzeugen, über 20 Cent.

In Kombination mit einem Solarspeicher können Solarplatten Ihre Stromkosten um bis zu 90% senken. Im Laufe der Zeit rechnet sich Ihre Anfangsinvestition so. Bereits nach 10-12 Jahren haben Sie durch die Anlage so viel Kosten gespart wie sie anfänglich investiert haben. Da Solarplatten weit über 20 Jahre hinweg betrieben werden können, haben Sie über die Zeit eindeutig Kostenvorteile. Teilweise sind schon in den ersten 20 Jahren Kapitalrenditen von 5-8% möglich. 

Beispielrechnung

Eine Familie investiert 14.000€ in eine 10 kWp Solaranlage mit 10.000 kWh Jahresertrag. 30% des erzeugten Solarstroms können direkt im Haus genutzt werden. Der Rest wird ins Netz eingespeist. 

Jährliche Ersparnis durch die Einspeisevergütung = 7000 kWh x 0,0736€ = 515,2€

Jährliche Stromkosten Ersparnis = 3.000 kWh x 0,32 Cent =  960€

Gesamtersparnis pro Jahr = 960€ + 515,2€ = 1475,2€

Amortisation der Anlage = 14.000€ / 1475,2€ = 9,49 Jahre

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