6 Vor- und Nachteile von Sonnenenergie, Photovoltaik, Solaranlage
Sonnenenergie ist eine nachhaltige Möglichkeit der Energiegewinnung. Insgesamt hat diese Art der Stromerzeugung sechs Vor- und sechs Nachteile.
Inhalt
Was ist Sonnenenergie?
Sonnenenergie, oder auch Solarenergie, ist eine grüne Energie, die aus Sonneneinstrahlung gewonnen wird. Dafür gibt es mittlerweile verschiedene Möglichkeiten. Die bekannteste ist die Solaranlage, auch Fotovoltaikanlage genannt, auf Dächern oder dafür angelegten Freiflächen.
Die Anlagen wandeln die elektromagnetische Strahlung der Sonne in für den Menschen nutzbare Energie um. Das kann Strom, Wärme und chemische Energie (Wasserstoff und Methanol) sein.
Was nicht direkt verbraucht wird, leiten die Solaranlagen in Speichermodule weiter. Eine Alternative ist es, die Energie an Kraftwerke zu verkaufen, die sie an ihre Kunden weiterleiten.
2022 lag der Anteil an Strom, der aus Solarenergie gewonnen wird, in Deutschland bei etwa 6,3 %. Dafür sind ungefähr 2,2 Millionen Fotovoltaikanlagen verbaut, Tendenz deutlich steigend.
Vorteile der Sonnenenergie
Die Nutzung von Sonnenenergie bringt sechs verschiedene Vorteile mit sich. Die Energie ist sauber und emissionslos. Die Anlagen halten lange, sie steigern den Wert einer Immobilie und senken die Stromkosten des Haushaltes. Sie eignen sich auch zum Heizen und Laden von E-Autos und anderen Fahrzeugen. Zusätzlich handelt es sich bei Solarenergie um eine Zukunftstechnologie, an der stetig geforscht wird.
Saubere Energie ohne Emissionen
Solarenergie kommt ohne das Verbrennen von fossilen Brennstoffen aus. Das heißt, bei der Produktion von Solarstrom wird kein CO₂ freigesetzt. Sie arbeitet völlig emissionsfrei.
Lediglich bei der Herstellung der Anlagen wird die Umwelt noch belastet. Berücksichtigt man das, ergibt sich für die Sonnenenergie eine CO₂-Bilanz von 143 g/kWh. Nur Windkraft, Geothermie, Wasserkraft und Kernkraft arbeiten effizienter. Zum Vergleich, Braunkohle stellt gemeinsam mit Erdgas und Erdöl den Großteil der Energie in Deutschland zur Verfügung. Sie allein hat eine CO₂-Bilanz von 1150 g/kWh.
Eine CO₂-Bilanz von 0 g/kWh ist nach heutigem Stand nicht möglich. Bei der Herstellung der Bauteile wird zwangsläufig CO₂ freigesetzt. Solarenergie ist aber im Vergleich sehr emissionsarm. Daher ist sie vor allem im Blick auf die Zukunft und den Klimawandel eine lohnende Alternative zu fossilen Brennstoffen.
Zukunftstechnologie
An Solaranlagen forscht man seit den 1950er Jahren. Die erste Solarzelle entstand 1954. Seit dem werden sie stetig weiterentwickelt und verbessert. Wir können also davon ausgehen, dass die Produkte in Zukunft leistungsstärker, langlebiger und vielseitiger einsetzbar werden.
Die Sonne ist eine schier endlose Energiequelle. Daher forschen Hersteller auf der ganzen Welt an möglichst guten Produkten. Für sie ist es ein Wettbewerb. Haushalte profitieren davon, weil sie dadurch ständig verbesserte Solarzellen erwerben können.
Bereits jetzt können Haushalte, die für die Nutzung von Solarenergie günstig liegen, ihren Strom im Sommer vollständig daraus ziehen. Schreitet die Forschung weiter voran, könnte das in Zukunft für deutlich mehr Haushalte gelten.
Haltbarkeit
Die stetige Forschung hat die Haltbarkeit von Solarzellen bereits enorm verbessert. Bei guter Wartung versorgt eine Solarzelle ein Haushalt zuverlässig für mindestens 25 Jahre mit Energie. Das bedeutet, dass man sich in dieser Zeit keine Gedanken um neue Anschaffungen machen muss.
Zusätzlich ist die Wartung der Fotovoltaikanlagen sehr einfach. Die Zellen verfügen über eine Siliziumoberfläche, die auch heftigen Wetterphänomenen wie Hagel, Sturm und Schnee standhält. Eine Solaranlage kostet also in der Anschaffungviel, dafür in der Instandhaltung kaum noch. Für klassische Energie aus Gas, Öl und Kohle sind die laufenden Kosten viel höher.
Steigert den Immobilienwert
Immer mehr Immobilien sind mit Fotovoltaikanlagen ausgestattet. Für Personen, die überlegen, ein Haus zu kaufen, sind verfügbare erneuerbare Energien sehr häufig ein Kaufgrund. Eine Fotovoltaikanlage auf dem Dach steigert daher den Wert der Immobilie. Beim Verkauf des Hauses bekommt man vom Kaufpreis für die Solarzellen etwas wieder.
Besonders wertsteigernd sind Zusätze wie Stromspeicher und E-Ladestationen. Ein Stromspeicher versorgt den Haushalt auch nachts oder bei bewölktem Himmel mit zuvor hergestellter Sonnenenergie. Man wird dadurch teilweise autark und könnte beispielsweise kurze Stromausfälle ohne Einschränkungen abwarten.
Eignet sich auch zum Heizen und Laden von Fahrzeugen
Solaranlagen können mit einer Wärmepumpe kombiniert werden. Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung (Luft, Boden, Grundwasser) Wärme und fügt diese dem Haus hinzu. Sie funktioniert wie ein Kühlschrank. Dieser entzieht dem Inneren des Kühlschranks Wärme und gibt sie an den Raum ab. Dadurch kühlt das Innere immer weiter ab.
Um zu funktionieren, benötigt die Wärmepumpe Strom. Ist eine Solarzelle verfügbar, kann ihr gewonnener Strom direkt verwendet werden, um Wärme zu erzeugen.
E-Autos, E-Scooter und andere Fahrzeuge, die mit Strom betrieben werden, werden immer beliebter. Noch liegen ihre Preise meist deutlich über denen von Autos mit Verbrennermotoren. Aber durch die viel niedrigeren „Tankpreise“ rechnet sich ein E-Auto auf lange Sicht. An der Tankstelle zahlt man für das Laden eines E-Autos bis zu 50 Cent pro kWh. Auf 100 Kilometer kommen Kosten von etwa fünf bis sieben Euro auf den Besitzer zu.
Eine E-Ladestation, die an die Fotovoltaikanlage gekoppelt ist, senkt den Ladepreis weiter. Die Solarzelle produziert den Strom automatisch. Sieht man von den Anschaffungskosten der Anlage ab, ist das Laden des E-Autos an der eigenen Ladestation kostenlos.
Senkt Stromkosten
Erzeugt man den Großteil seines genutzten Stroms selbst, zahlt man natürlich monatlich deutlicher weniger an Versorgerbetriebe. Gerade in Zeiten mit schwankenden Energiepreisen muss man sich dadurch viel weniger Gedanken um den eigenen Stromverbrauch machen. Dieser wird in den nächsten Jahren voraussichtlich weiter steigen. Solaranlagen machen daher unabhängiger und schützen vor hohen Nachzahlungen sowie hohen laufenden Stromkosten.
Nachteile der Sonnenenergie
Keine Energie hat nur Vorteile. Auch eine sehr emissionsarme, grüne Energiequelle wie Sonnenenergie bringt für Interessenten Nachteile mit sich, die sie vor einem Kauf bedenken sollten. Für Sonnenenergie sind das sechs verschiedene Nachteile.
Dazu gehören die hohen Anschaffungskosten, die Abhängigkeit vom Dachtyp und der Ausrichtung, Müll bei Verschrottung, Wetterabhängigkeit und die bisher eher schlechte Speicherfähigkeit von Sonnenenergie. Zusätzlich ist das Betreiben einer Fotovoltaikanlage in Deutschland an bürokratische Entscheidungen gebunden.
Hohe Anschaffungskosten
Eine Solaranlage auf dem Dach, die auch lohnenswerte Mengen an Strom produziert, reduziert zwar die laufenden Energiekosten. Dafür ist sie mit hohen Anschaffungskosten verbunden. Eine vierköpfige Familie sollte etwa 40.000 bis 45.000 € für hochwertige Geräte einplanen.
Zum Vergleich, eine vierköpfige Familie zahlt in Deutschland jährlich mindestens 850 € für Strom. Das bedeutet, dass sich die Solaranlage erst nach fast 50 Jahren rechnet. Geht man vom höchsten Verbrauch aus, sind die 40.000 € bereits nach etwa 20 Jahren erreicht. Das heißt aber gleichzeitig, dass die Solaranlagen, um diesen Verbrauch decken zu können, effizienter arbeiten müssen.
Entsprechend sind sie meistens teurer. Alternativ benötigt man mehr Solarzellen, was den Anschaffungspreis ebenfalls erhöht.
Verfügt man nicht über ausreichend Erspartes, muss man einen Kredit aufnehmen. Das bedeutet, dass die Anschaffungskosten durch die Zinsen weiter steigen. Zusätzlich ist es eventuell gar nicht möglich, sich zu verschulden, da die Raten das verfügbare Budget übersteigen. Läuft ohnehin bereits ein Kredit, lehnen Kreditinstitute möglicherweise die Doppelbelastung ab. Das kann auch dann passieren, wenn sich die Hauseigentümer die Anschaffung genau überlegt und ihr Budget durchgerechnet haben.
Interessenten sollten sich vorher informieren, ob sie Förderprogramme in Anspruch nehmen können. Diese reduzieren die Anschaffungskosten oder gewähren günstigere Zinssätze.
Eignet sich nicht für alle Dächer
Nicht nur die Ausrichtung des Daches ist wichtig. Auch der Dachbelag entscheidet darüber, ob Solaranlagen verbaut werden können oder nicht. Reetdächer und Dächer aus Eternit eignen sich nicht für Solarzellen. Viele Dächer können aber durch Unterkonstruktionen für Solarenergie nutzbar gemacht werden. Diese Vorbereitung ist jedoch mit weiteren Kosten verbunden.
Zudem brauchen die Zellen ausreichend Oberfläche. Hat das Dach viele Winkel, Gauben oder Dachfenster, ist möglicherweise einfach nicht genug Platz für die Anlagen. Liegt das Dach die meiste Zeit im Schatten, erbringen die Fotovoltaikanlagen nicht die erwünschte Leistung. Das kann bei Bäumen oder hohen Häusern in der Nähe der Fall sein. Auch ein nach Norden gerichtetes Dach ist für die Installation ungeeignet.
Solaranlagen produzieren Müll bei der Verschrottung
Ist die Solaranlage kaputt oder soll durch ein neueres Modell ausgetauscht werden, benötigt man eine Fachfirma. Allein ist man nicht in der Lage, die Zellen abzumontieren. Daher hat man auch die Kosten für die Demontage zu tragen. Lediglich alte Batterien können kostenlos beim Hersteller abgegeben werden.
Nach der Demontage werden die alten Solarzellen so gut es geht recycelt. Das ist aber noch nicht vollständig möglich. Es entsteht also umweltschädlicher Müll.
Vom Wetter abhängig
Fotovoltaikanlagen produzieren selbstverständlich nur bei Sonneneinstrahlung Strom. Im Sommer sind die Erträge am höchsten. Bei schlechtem Wetter und im Winter versorgen auch hochwertige Anlagen den Haushalt kaum noch mit Strom. In Deutschland lohnt sich eine Solarzelle daher am ehesten in den Sommermonaten. Während des restlichen Jahres muss fast immer Strom hinzugekauft werden.
Genauer gesagt erzeugt eine Fotovoltaikanlage von Oktober bis April insgesamt nur 400 kWh. Eine vierköpfige Familie braucht jährlich jedoch mindestens 2.600 kWh. Über den Sommer verdoppelt sich die Leistung ungefähr. Insgesamt erzeugt eine Fotovoltaikanlage also 1.200 kWh Strom im Jahr.
Um einigermaßen sicher mit nachhaltiger Energie versorgt zu werden, benötigt der Haushalt demnach mindestens drei Solaranlagen auf dem Dach. Wird viel Strom verbraucht, können auch fünf bis sieben Zellen nötig werden. Dafür braucht man sowohl Platz als auch das nötige Geld.
Speicherfähigkeit von Sonnenenergie
Schafft man sich zusammen mit der Fotovoltaikanlage eine Batterie an, kann man am Tag überschüssige Energie über Nacht benutzen. Allerdings lässt sich Strom nur schlecht speichern. Die Batterie entlädt sich mit der Zeit. Bis in den Winter bleibt die gespeicherte Energie nicht verfügbar. Spätestens am Folgetag sollte man sie verbrauchen.
Diesen Nachteil kann man teilweise umgehen, indem man mit einem Versorger einen Vertrag abschließt. Man stellt überschüssige Energie zur Verfügung. Diese Energie bekommt man gutgeschrieben und kann im Bedarfsfall darauf zurückgreifen. Dadurch erhält man seinen Strom aber unter Umständen aus fossilen Brennstoffen.
In Deutschland an Bürokratie gebunden
In Deutschland macht das Betreiben einer Solaranlage den Besitzer zum Gewerbetreibenden. Man muss also möglicherweise ein Kleingewerbe anmelden, den produzierten Strom melden und versteuern. Das sind nicht nur zusätzliche Kosten, sondern im ersten Jahr auch viel Papierkram.
Zusammenfassung
- Sonnenenergie ist eine nachhaltige Möglichkeit, aus der elektromagnetischen Strahlung der Sonne nutzbaren Strom für den Menschen herzustellen.
- Sonnenenergie hat sechs Vorteile.
- Sonnenenergie erzeugt nur während der Produktion der Module Emissionen, während die Anlage anschließend kein CO₂ mehr produziert.
- An Solaranlagen wird seit gut 70 Jahren geforscht, sodass die Produkte immer effizienter arbeiten.
- Eine Solarzelle hält mindestens 25 Jahre, in denen sich die Eigentümer kaum um Wartungsarbeiten kümmern müssen.
Solarzellen auf dem Dach steigern den Immobilienwert. - Sonnenenergie eignet sich in Verbindung mit einer Wärmepumpe zum Heizen und durch eine E-Ladestation zum Laden von E-Autos.
- Mit Solarzellen auf dem Dach sinken die laufenden Stromkosten, was gerade in Zeiten von steigenden Energiepreisen Sicherheit gibt.
Sonnenenergie hat sechs Nachteile. - Fotovoltaikanlagen kosten sehr viel, sodass sich die Anschaffung erst nach 20 bis 50 Jahren rentiert.
- Solarzellen brauchen Platz auf dem Dach und den richtigen Untergrund, sodass Reetdächer und solche aus Eternit nicht mit ihnen ausgestattet werden können.
- Solaranlagen lassen sich nicht vollständig verschrotten, sodass umweltschädlicher Müll zurückbleibt.
- Fotovoltaikanlagen erzeugen nur bei ausreichend starker Sonneneinstrahlung, in Deutschland meist nur in den Sommermonaten, genug Strom.
- Sonnenenergie lässt sich nur kurzzeitig speichern.
- Wer in Deutschland eine Solaranlage betreibt, muss ein Kleingewerbe anmelden und den erzeugten Strom versteuern.
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