Solaranlage: Sie kann beides produzieren - Wärme und Strom

Knapp elf Prozent des gesamten Stroms, der in Deutschland 2022 erzeugt wurde, lieferte die Sonne – ein wichtiger Beitrag, wenn die Energiewende gelingen soll. Eine Solaranlage fängt dafür die Sonnenstrahlen ein und wandelt sie in umweltschonende Energie um. Die Sonnenstrahlen lassen sich in elektrische Energie, also Strom oder Wärme, umwandeln. Für die Erzeugung von Strom brauchst du eine Photovoltaikanlage (kurz: PV-Anlage), die mittels Solarzellen das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Eine Solarthermieanlage dagegen erzeugt mithilfe von flachen oder röhrenförmigen Kollektoren Wärme – zum Beispiel für das warme Wasser im Haus oder sogar zur Unterstützung der Heizung. Beide Anlagen lassen sich grundsätzlich auf einem Hausdach oder an einer Fassade installieren. Die Systeme arbeiten jeweils autark voneinander. Dabei solltest du aber bedenken, dass jede Solaranlage eine bestimmte Größe und damit einen gewissen Platz benötigt, wenn sie effizient arbeiten soll, also der Ertrag in einem angemessenen Verhältnis zu den Kosten steht. Inzwischen gibt es sogar Geräte, die beide Systeme miteinander kombinieren.

Werden Solaranlagen noch gefördert?

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (Kfw) stellt einen Förderkredit für Solaranlagen bereit. Staatliche Fördermittel, die nicht zurückgezahlt werden müssen, gibt es vom Bund aktuell nicht mehr. Eine indirekte Förderung findet zudem über die sogenannte Einspeisevergütung statt, die 2023 erhöht wurde. Das heißt, Hausbesitzer:innen erhalten einen festen Betrag, sobald sie Sonnenstrom ins öffentliche Netz einspeisen.

 Zusätzlich gibt es in manchen Bundesländern durchaus noch einen Zuschuss zu einer Solaranlage  auf den Dächern von Eigenheimen. Zudem bieten einige Kommunen spezielle Förderprogramme an. Wir haben dir alle wichtigen Informationen über Fördermöglichkeiten in den einzelnen Bundesländern zusammengestellt:

• Berlin
• Bremen
• Schleswig-Holstein
• Baden-Württemberg
• Bayern
• Brandenburg
• Hamburg
• Hessen
• Mecklenburg-Vorpommern
• Niedersachsen
• Nordrhein-Westfalen
• Rheinland-Pfalz
• Saarland
• Sachsen-Anhalt
• Sachsen
• Thüringen

Für private Anlagen auf dem Dach gibt es im Wesentlichen drei verschiedene Arten von Solarmodulen: monokristalline, polykristalline und Dünnschicht. Die monokristallinen gelten als das A und O unter den Modulen. Sie sind besonders effizient, da sie von den Sonnenstrahlen mehr als 20 Prozent in Strom umwandeln. Darüber hinaus halten sie lange und weisen einheitliche Farbtöne auf. Diese Vorteile sind aber auch mit einem großen Nachteil verbunden: Die effizienten Solarmodule sind relativ teuer, da auch die Herstellungskosten – sie bestehen aus einzelnen gezüchteten Kristallen – recht hoch sind. 

Polykristalline Module sind günstiger. Denn solche Module werden aus verschiedenen Siliziumteilen produziert. In puncto Haltbarkeit und Lebensdauer sind sie den monokristallinen Modulen inzwischen nahezu ebenbürtig.

Dünnschicht-Module sind im Vergleich zu den anderen beiden Typen dünn, leicht und verformbar. Durch ihr geringes Gewicht gibt es bei einer Montage keine Probleme mit der Statik. Aber diese Form der Photovoltaik ist auch weniger effizient als die anderen beiden. Die Dünnschicht-Module gibt es aus verschiedenen Materialien.

Eine sogenannte Aufdachlösung bietet sich vor allem für bestehende Häuser an. Hierbei solltest du ein paar Voraussetzungen beachten, damit der Nutzung des Sonnenstroms nichts im Weg steht:

• Das Dach ist baulich in Ordnung, es steht in naher Zukunft keine Sanierung an.
• Die Statik des Daches kann die Solarmodule tragen.
• Die Dachabdichtung ist funktionsfähig.
• Der Neigungswinkel eignet sich für das jeweilige Modell.
• Die zur Verfügung stehende Fläche ist groß genug.
• Das Dach ist ausreichend gedämmt.
• Es gibt keine Aufbauten auf dem Dach, die für Verschattung sorgen.
• Im direkten Umfeld verschatten keine Bäume das Dach.

Solaranlage als Aufdachlösung: Einsatzmöglichkeiten und Voraussetzungen

Bei der Aufdachlösung handelt es sich um eine Solaranlage, die mittels spezieller Unterkonstruktionen, über das gedeckte Dach montiert wird. Das kann zum Beispiel bei einem Schrägdach auf den Dachziegeln der Fall sein. Eine Solaranlage kann ebenso auf einem Flachdach installiert werden. Dann wird sie in der Regel über eine Aufständerung montiert, die für die benötigte Neigung der Module sorgt. In beiden Fällen wird die Solaranlage über einen sogenannten Wechselrichter ans Stromnetz angeschlossen. Er wandelt den Gleichstrom aus den Modulen in den Wechselstrom des öffentlichen Netzes um.

Die Aufdachlösung ist eine gute Möglichkeit, ein Dach mit einer Solaranlage nachzurüsten. Darüber hinaus bietet sie den Vorteil, dass die Belüftung der Solarmodule gewährleistet wird. Das wirkt sich positiv auf die Leistung der Solarzellen aus, die bei einem drastischen Temperaturanstieg ohne Belüftung sinkt. 

Basis einer solchen Aufdachlösung sind Elemente, die entweder an den Dachlatten oder den Sparren befestigt werden. Darauf lassen sich dann Profilsysteme montieren, die in der Regel aus Aluminium bestehen. Sie halten die Solarmodule.

Übrigens: Sollte sich dein Dach überhaupt nicht eignen, kannst du eine Solaranlage für den Garten kaufen, die auf einem eigenen Gestell montiert wird.

Was kostet eine Solaranlage für ein Einfamilienhaus?

Für Solaranlagen dieser Art musst du mit Kosten zwischen etwa 20.000 Euro und 35.000 Euro für ein 10kW System rechnen. Diese große Bandbreite hängt damit zusammen, dass Dächer sehr unterschiedlich gestaltet sind. Wann sich eine Solaranlage rechnet und damit für dich lohnt, lässt sich pauschal nicht sagen. Das hängt unter anderem davon ab, wie viel des erzeugten Stroms du selbst verbrauchst und wie viel du ins öffentliche Stromnetz einspeist. Den Solarstrom zu verkaufen, ist zwar wieder etwas attraktiver geworden, dennoch sollte der Eigenverbrauch bei einer Solaranlage im Vordergrund stehen – damit sich die Wirtschaftlichkeit erhöht und die Solarenergie unterm Strich weniger Kosten verursacht. Ohne Einspeisung ins öffentliche Netz rechnet sich eine Solaranlage am besten.

 Das solltest du also schon berücksichtigen, wenn du eine Solaranlage planst. Mit einem passenden Speicher kostet eine Solaranlage natürlich mehr. Wenn du die Solaranlage nicht kaufen möchtest, gibt es auch Anbieter, die eine Solaranlage finanzieren. Eine andere Möglichkeit ist es, die Solaranlage zu mieten beziehungsweise zu pachten. Diese verhältnismäßig teure Variante bieten zum Beispiel viele lokale Energieversorger an.

Tipp: Nutze deine Solaranlage, um über eine Wallbox dein Elektroauto aufzuladen. Das ist doppelt umweltfreundlich.

Bei der sogenannten Indachmontage werden die einzelnen Solarmodule direkt in die Dachfläche eingepasst. Dafür gibt es zum Beispiel rahmenlose Module, die sich für die Integration in die Dachfläche eignen.

 Solaranlage als Indachlösung: Prima für Neubauten

Eine solche Lösung eignet sich am ehesten für Neubauten oder wenn du das Dach eines Bestandsgebäudes ohnehin sanieren möchtest. Das senkt für diese Art der Solaranlagen die Preise für die Montage. Weiterer Vorteil: Die Elektroanschlüsse einer solchen Anlage sind besser vor Regen und Wind geschützt. Eine Indachanlage nachträglich zu montieren, ist hingegen mit einem erheblichen Aufwand verbunden – weswegen diese Solarplatten meistens mit zu hohen Kosten verbunden sind.

 Tipp: Falls du einen Carport planst, könntest du dort ein Solardach installieren lassen. Du musst allerdings mit Kosten von etwa 25.000 Euro rechnen – inklusive des eigentlichen Carports.

Die Nachteile einer Solaranlage als Indachlösung

Damit du eine PV-Anlage in das Dach integrieren kannst, muss dein Dach einen entsprechenden Neigungswinkel aufweisen, weil sonst das Regenwasser nicht gut abfließt. Daraus ergibt sich automatisch, dass diese Lösungen nur für Schrägdächer geeignet sind. Darüber hinaus lassen sie sich in Dächer aus Schiefer, Blech und Bitumen nicht integrieren. Gleiches gilt für Well- und Reetdächer.

Das größte Manko der Indach-Solaranlage ist, dass sie in der Regel teurer ist als Aufdachlösungen und zudem weniger Ertrag liefert, also weniger Strom. Hauptgrund dafür ist die schlechtere Hinterlüftung. In der Folge erhitzen sich die Module stärker und bringen weniger Leistung. Darüber hinaus lassen sich möglicherweise defekte Module nicht so einfach und kostengünstig austauschen wie bei auf dem Dach montierten Anlagen. Zudem ist es sehr wichtig, dass Kabel und Leistungselektronik feuersicher verbaut werden. Viridian Solar, der in England führende Indachanlagen Anbieter, rät beispielsweise dazu, alle MC4 Solarstecker mit ihrer sogenannten ArcBox zu umbauen. 

Statt Solarmodulen, die in das Dach integriert werden, gibt es auch Solardachziegel mit integrierten Solarmodulen. So lässt sich nahezu die gesamte Dachfläche zur Stromproduktion nutzen. Die eingesetzte Solartechnik unterscheidet sich nicht von den größeren Solarmodulen. Sie wird aus den gleichen Materialien hergestellt, die Solardachziegel sind ebenso UV- und witterungsbeständig sowie langlebig. 

Die  Hersteller von Dachziegel ersetzenden Photovoltaikelementen schalten diese typischerweise in Reihe . Ein anderer Begriff für die Reihenschaltung lautet serielle Schaltung. Technisch bringt das vor allem die Herausforderung, dass eine hohe elektrische Spannung erzeugt wird. Zwar ist die Stromstärke bei allen Komponenten gleich, die elektrische Spannung aller Teile addiert sich aber zu einer Gesamtspannung innerhalb des Systems.

Welche Unterschiede gibt es zu Solardachziegeln mit Autarq Technologie?

Die gibt es vor allem hinsichtlich des elektrischen Anschlusses : Die Solardachziegel mit Autarq Technologie sind parallel verschaltet.

Bei der Parallelschaltung in der Autarq Technologie bleiben Ströme und  Spannung niedrig, was die Montage und den Betrieb ungefährlich macht. Beim Handling gibt es praktisch keine Unterschiede zu normalen Dachziegeln. Lediglich die Verkabelung kommt hinzu. Kontakte und Kabel befinden sich an der Unterseite des Ziegels, was sie auch entsprechend vor Witterung schützt.

Solardachziegel von Autarq: Die passende Lösung für dein Dach

Der Solardachziegel von Autarq ist in vielerlei Hinsicht eine führende Lösung. Angefangen vom robusten und hochwertigen Material, über die ansprechende Optik bis hin zu einem guten Stromertrag. Als einziger Technologieanbieter für gebäudeintegrierte Photovoltaik in Parallelschaltung und Niederspannung  hat sich die Autarq GmbH als geeigneter Partner für die Baustoffindustrie positioniert. Installation, Betrieb und Wartung der Solardächer sind daher besonders einfach und sicher.

Weitere Vorteile der Autarq-Solardachziegel:

Sie eignen sich für kleinste Flächen, zum Beispiel rund um Gauben oder Schornsteine, weswegen sie für fast jede Dach-Architektur eingesetzt werden können.

• Die Autarq-Solarziegel sind recycelbar und langlebig.
• Das Dach ist völlig normal begehbar.
• Die angepasste Optik macht sie zu einer idealen Lösung für denkmalgeschützte Gebäude.
• Durch das ungefährliche Plug&Play System kann es vollständig vom Dachhandwerk verbaut werden.

Was kostet ein Solardach mit Solardachziegeln mit Autarq Technologie?

Wie viel eine Solaranlage kostet, hängt auch bei Solardachziegeln immer von der Größe der Fläche ab. Als Richtwert könnten Sie Quadratmeterpreise kalkulieren. Die liegen bei Solardachziegel Systemen von Creaton und Jacobi Walther mit Autarq Technologie derzeit bei etwa 350 Euro für schwarze und bei 390 Euro für rote Solardachziegel. Installation und Handwerker-Kosten sind dabei bereits enthalten.

Eine Solaranlage liefert natürlich dann besonders viel Strom, wenn draußen die Sonne hoch am Himmel steht, also besonders in der Mittagszeit. Das ist allerdings die Phase, in der die meisten Menschen arbeiten und daher am wenigsten Strom benötigen. Nur wenige Geräte, wie der Kühlschrank oder eine Waschmaschine mit Zeitschaltuhr, würden in dieser Zeit mit Sonnenstrom versorgt.

Jede Kilowattstunde (kWh), die du nicht selbst verbrauchst, speist du automatisch ins öffentliche Stromnetz ein. Die Vergütung dafür, dass du den Solarstrom verkaufst, ist allerdings weniger attraktiv als ihn selbst zu nutzen. Deshalb ist es sinnvoll, möglichst viel deines tagsüber ungenutzen  Solarstroms zwischenzuspeichern. Das funktioniert am besten, indem du einen Batteriespeicher mit der Solaranlage kombinierst. Dieser nimmt den tagsüber produzierten Sonnenstrom auf und du kannst ihn am Abend zum Kochen, Fernsehen, Spülen oder für das Licht nutzen. Die Frage, was eine Solaranlage mit Speicher kostet, hängt wiederum von der Größe der Anlage ab sowie von dem gewählten Speichermodell. Ein Speicher schlägt leicht mit 5.000 bis 10.000 Euro zusätzlich zu buche.

Eine klassische Solaranlage ist in erster Linie eine Lösung für Immobilienbesitzer:innen. Für Mieter:innen gibt es seit einiger Zeit ebenfalls die Möglichkeit, von einer Solaranlage zu profitieren. Für sie gibt es kleinere Sonnenkraftwerke, sogenannte Balkonsolaranlagen. Sie bestehen aus zwei oder drei Modulen, die sich per Steckverbindungen miteinander koppeln lassen. Das ergibt eine Leistung zwischen 300 und 600 Watt. Den Netzstecker einer solchen Solaranlage steckst du einfach in die Steckdose. Du kannst sie also selbst montieren. Deswegen wird das System auch als Plug-and-Play-Solaranlage bezeichnet. Darüber hinaus sind diese Solaranlagen genehmigungsfrei. Dennoch müssen sie angemeldet werden.

Mit einem Balkon-System kannst du pro Jahr etwa zwischen 50 und 200 Euro Stromkosten einsparen. Außerdem kannst du solche mobilen Solaranlagen ebenfalls mit einem Speicher kombinieren.

Nach einem ähnlichen Prinzip funktionieren sogenannte Inselsysteme, die du zum Beispiel im Garten oder als Camping-Solaranlage nutzen kannst.

Neben Solaranlagen, die Strom erzeugen, gibt es sogenannte solarthermische Anlagen, auch Solarthermie-Anlagen genannt. Sie nutzen die Sonnenstrahlen, um mit ihnen Wärme zu produzieren. Damit kannst du im Haus zum Beispiel das Warmwasser über Solarenergie bereitstellen. Je nach Größe der Anlage kann diese auch deine Heizung unterstützen.

Anlagen mit sogenannten Vakuum-Röhrenkollektoren sind platzsparender und erreichen höhere Temperaturen. Sie sind allerdings auch etwas teurer. Dafür reagieren sie weniger stark auf Temperaturunterschiede im Winter und liefern einen relativ gleichbleibenden Ertrag. Mehr über Sonnenkollektoren

Solarthermie: Wie viel kostet eine Solaranlage?

Für eine Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung musst du mit Kosten von 5.000 bis 10.000 Euro oder mehr rechnen. Kleinere Anlagen, die nur warmes Wasser bereitstellen, sind natürlich günstiger.

So funktioniert eine Solarthermieanlage

Eine Solarthermieanlage besteht wie eine PV-Anlage aus verschiedenen Komponenten. Dazu gehören:

• Solarkollektoren: Sie sind als zentrale Einheit auf dem Dach montiert und fangen die Sonnenstrahlen auf. Über ein dahinterliegendes Röhrensystem wird die Wärme mittels einer Trägerflüssigkeit weitergeleitet.
• Solarkreiswärmetauscher: Er speist die Wärme von den Kollektoren in den Solarspeicher ein.
• Rohrleitungen und Pumpen: Sie transportieren die Wärme und die Trägerflüssigkeit.

Der oben beschrieben Speicher ist in der Regel der Trinkwasserspeicher des Hauses. Dieser wird dank der Solarthermieanlage kostengünstig, effizient und umweltfreundlich mit der Wärme der Sonne beheizt. Das Warmwasser über Solarenergie kann unter anderem zum Duschen und für die Waschmaschine verwendet werden. 

Solarthermieanlage: Auch zum Nachrüsten auf Bestandsgebäuden geeignet

Eine Solarthermieanlage lässt sich auf vielen Dächern unkompliziert realisieren. Auch zum Nachrüsten ist sie durchaus geeignet. Im Idealfall fällt kein Schatten auf dein Dach und es ist nach Süden ausgerichtet. Mit einer Ausrichtung nach Südost oder -west kannst du eine Solaranlage zur Warmwasser-Erzeugung ebenfalls effizient betreiben. Als ideale Dachneigung raten Expert:innen zu rund 45 Grad. Der Hintergrund: Im Sommer wäre die Neigung von 30 Grad ideal, im Winter dagegen 60 Grad.

Da die Wärme aus einer Solarthermieanlage in der Regel im Trinkwasserspeicher des Hauses gespeichert wird, reicht dafür meistens schon eine relativ kleine Anlage: Eine Kleinfamilie kommt häufig mit sechs Quadratmetern Kollektorfläche auf dem Dach aus. Wer seine Anlage größer dimensioniert, muss den Speicher entsprechend kalkulieren. Das kommt vor allem dann zum Tragen, wenn die Solarthermieanlage auch die Heizung unterstützen soll.

Solarthermieanlagen gibt es auch mit Flachkollektoren. In ihrer technischen Funktion gibt es keine Unterschiede zu Anlagen mit Röhrenkollektoren. Wer sich für flache Kollektoren entscheidet, muss allerdings berücksichtigen, dass das Dach nach Süden ausgerichtet und einen Neigungswinkel von etwa 35 Grad haben sollte. Die Kollektoren müssen möglichst viel Sonnenlicht aufnehmen können.

Solarthermieanlagen mit Flachkollektoren sind weniger leistungsfähig

Die Flachkollektoren befinden sich zum Schutz vor Witterungseinflüssen unter einer transparenten Abdeckung. Sie darf möglichst wenig Strahlung reflektieren und muss für optimale Ergebnisse relativ sauber sein. Bei Flachkollektoren gibt es neben den herkömmlichen auch noch sogenannte Vakuumflachkollektoren. Das Vakuum reduziert Wärmeverluste und sorgt für eine größere Effizienz. Insgesamt sind Flachkollektoren nicht so leistungsfähig wie Röhrenkollektoren.

Eine Solarthermieanlage mit Flachkollektoren braucht etwas konkretere Voraussetzungen hinsichtlich des Standortes. Darüber hinaus ist sie in der Regel wartungsintensiver, weil sie auch von außen häufiger gereinigt werden muss, damit die Leistung stimmt. Alle Solaranlagen zur Warmwasser-Erzeugung müssen zudem im Rahmen der Wartung regelmäßig gespült werden.

Da eine PV-Anlage Strom und eine Solarthermieanlage Wärme erzeugen, lassen sich die beiden Systeme nicht wirklich gut miteinander vergleichen – dafür aber gut kombinieren. Die PV-Anlage, am besten mit einem Speicher, deckt einen Teil deines Haushaltsstrombedarfs ab, während die Solarthermieanlage warmes Wasser für dich bereitstellt. Entscheidend dafür ist natürlich, wie viel Dachfläche du zur Verfügung hast. Denn beide Anlagen benötigen einen gewissen Platz, damit sie den gewünschten Ertrag liefern. Grundsätzlich werden Solaranlagen immer effizienter, sodass sie sich für die meisten Dächer eignen, auch wenn Ausrichtung und Neigungswinkel nicht optimal sind. Manche Anbieter haben sogar Solaranlagen-Modelle im Programm, die für eine Nordseite geeignet sind. Eine effiziente und elegante optische Alternative sind Solardachziegel – vorausgesetzt, es handelt sich um einen Neubau oder das Dach soll neu gedeckt werden.