Im Rahmen der erneuerbaren Energien zählen Photovoltaikanlagen mittlerweile zu den wichtigsten Säulen. Denn indem PV-Anlagen Sonnenenergie nutzen, um Strom zu erzeugen, bieten sie eine sehr nachhaltige und vor allem effiziente Lösung. Aber wie funktionieren Photovoltaikanlagen eigentlich? Wie wird der Strom gespeichert und anschließend genutzt bzw. im Stromnetz eingespeist? Wir werfen einen Blick auf den Stromerzeugungsprozess und die Möglichkeiten für den Eigengebrauch.

Zwar wird eine PV Anlage mit Speicher Kosten verursachen, dennoch wird sich die Investition langfristig lohnen – und zwar sowohl finanziell als auch ökologisch. Denn Photovoltaikanlagen mit Speichersystemen bieten ein langfristig angelegtes Einsparungspotenzial, das durch reduzierte Stromkosten und eine mögliche Vergütung durchs Einspeisen ins öffentliche Netz resultiert.

Gleichzeitig leistet man durch das Betreiben einer Photovoltaikanlage einen wertvollen Beitrag zur Energiewende und dem Klimaschutz. Kurzum, setzt man damit auch für die Zukunft und eine umweltfreundlichere Energieversorgung ein wichtiges Zeichen.

Für viele ist der Prozess der Stromerzeugung in einer Photovoltaikanlage allerdings relativ abstrakt. Deshalb erklären wir einmal die verschiedenen Schritte, um für den vollen Durchblick zu sorgen.

1. 1. In der Photovoltaikanlage befinden sich Solarmodule, die in den meisten Fällen aus Silizium hergestellt werden. Bei Silizium handelt es sich um ein Halbleitermaterial, welches besondere elektrische Eigenschaften mitbringt.

Trifft nun Sonnenlicht auf eine dieser Solarzellen, kommt es zu einem photovoltaischen Effekt: Die Lichtteilchen, auch Photonen genannt, werden nun von den Atomen im Silizium absorbiert. Bei dieser Energieübertragung werden Elektronen aus den Atombindungen gelöst, die sich jetzt frei im Silizium bewegen können.

• 2. Durch die freigesetzten Elektronen entsteht innerhalb der Solarzelle elektrische Spannung. Genauer gesagt zwischen der Rückseite und der Vorderseite der Solarzelle. Diese Spannung erzeugt Gleichstrom, welcher wiederum von der Solarzelle abgeführt wird. Da in einer Solarzelle nur eine geringe Menge Strom produziert wird, werden viele Solarzellen zu einem Solarmodul zusammengeschaltet. Daraus resultiert eine höhere Stromausbeute.

• 3. Der Gleichstrom, der von den Solarzellen erzeugt wurde, muss, bevor man ihn in den eigenen vier Wänden für die Stromzufuhr von Haushaltsgeräten, wie Kühlschrank, Waschmaschine, PC und Co. nutzen kann, erst in Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Umwandlung von Gleich- und Wechselstrom übernimmt ein Wechseltrichter.

• 4. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, kann der eigens produzierte Solarstrom sofort im Haushalt genutzt werden. Da dadurch weniger Strom vom Netzbetreiber benötigt wird, macht sich eine PV-Anlage schnell in geringeren Stromkosten bemerkbar.

Durch steigende bzw. schwankende Strompreise wird Solarstrom eine immer beliebtere Alternative. Zumal man sich unabhängiger von Stromanbietern und deren Preisvorgaben macht.

Hinzu kommt, dass viele moderne PV-Anlagen so konzipiert sind, dass der durch die Sonnenstrahlen erzeugte Strom vorrangig im Haushalt genutzt wird, bevor der überschüssige Stromanteil ins Netz eingespeist wird.

• 5. Eine PV-Anlage mit Speicher bietet eine tolle Kombination aus verschiedenen Stromnutzungsmöglichkeiten. Denn der erzeugte Strom kann entweder sofort genutzt werden, ins öffentliche Stromnetz eingespeist oder eben gespeichert werden.

Die Speicherung ist ein elementarer Aspekt, wenn es um die Nutzung von Solarstrom geht, denn die Sonne scheint, je nach Standort, nicht rund um die Uhr.  In diesem Fall kommen die Batteriespeicher zum Zug. Diese können den überschüssigen Strom, welcher tagsüber produziert wird, speichern. Sie stellen den Strom anschließend, wenn Bedarf entsteht, zur Verfügung. Das kann zum Beispiel der Fall sein, wenn es tagsüber regnerisch und wolkig ist oder wenn die Sonne abends untergegangen ist.

Es gibt verschiedene Batteriespeicher, die in der Lage sind, den Strombedarf für mehrere Stunden oder sogar bis zu mehreren Tagen zu decken. Dies ist aber natürlich abhängig von der Speicherkapazität der Batterie und dem jeweiligen Stromverbrauch. Moderne PV-Anlagen mit speziellen Speichersystemen erhöhen damit auch die Unabhängigkeit von dem öffentlichen Stromnetz bzw. den einzelnen Stromanbietern.

• 6. Neben der direkten Stromnutzung und der Stromspeicherung gibt es zudem die Möglichkeit, den überschüssigen Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen.

Denn, wenn mehr Strom produziert wird, als im Haushalt verbraucht oder gespeichert wird, folgt die Einspeisung des Stromüberschusses in das öffentliche Netz.

Dafür erhalten PV-Anlagenbetreiber eine sogenannte Einspeisevergütung. Diese fällt, je nach Land und den gesetzlichen Vorgaben, unterschiedlich hoch aus. Aus diesem Grund wird der Kauf und der anschließende Betrieb einer PV-Anlage auch aus wirtschaftlichen bzw. monetären Gründen attraktiv. Denn er stellt eine zusätzliche Einnahmequelle dar.