Solarenergie ist als Teil der Lösung für die Energiewende einer von mehreren Möglichkeiten grüner Energie. Wie steht es um das Thema Solarenergie in Deutschland und was bedeutet das heute und in Zukunft für Eigentümer? Hier erfahren Sie, was Sie rund um das Thema Solarenergie wissen müssen.
Der Klimawandel ist als Thema längst in der Mitte der Gesellschaft angekommen. In den vergangenen Jahren hat die angestrebte Energiewende die Politik und Gesellschaft zudem stark polarisiert. Wärmepumpen und Windräder sind zu politisch hoch brisanten Themen geworden. Dennoch: Der Energieerzeugung aus Sonne, Wind, Erdwärme und Wasserstoff gehört die Zukunft. Eine intelligente Kombi aus unterscheidlichen erneuerbaren Energien sind daher und aus Preisgründen auch für Immobilieneigentümer ein zunehmend wichtiges Thema.
Die Möglichkeiten, die eigene Immobilie energetisch aufzuwerten und nachhaltig zu gestalten, sind heute schon vielfältig und werden bei der Energieberatung eingeplant . Als Teil dessen ist die Solarenergie und der Bereich Photovoltaik überaus interessant und bietet interessante Möglichkeiten, die auch für Sie oder Ihre Wohnungseigentümergemeinschaft in Frage kommen könnten. Wie es in Deutschland um den Bereich Solarenergie steht, welche Bedeutung sie in Zukunft haben könnte und alles, was Sie rund um das Thema wissen sollten, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Solarenergie – Anteil an Energieerzeugung steigt
Solarenergie kann auf verschiedene Weisen smart eingesetzt werden. Wird mithilfe der Solarenergie Strom erzeugt, spricht man von Photovoltaik. Der Anteil der Photovoltaik-Leistung an der Bruttostromerzeugung steigt seit vielen Jahren an. Dies belegen die Zahlen des statistischen Bundesamtes. Demnach lag dieser Anteil im Jahr 2022 bei 10,9 Prozent. Der Gesamtanteil von erneuerbaren Energien lag zum gleichen Zeitpunkt bei 44,6 Prozent, ist aber in den vergangenen Jahren nochmal deutlich angestiegen und hat im Jahre 2024 die 60-Prozentmarke gerissen.
Der Anstieg der Solarenergie durch Photovoltaik an der Stromerzeugung geht Hand in Hand mit der steigenden Zahl an Photovoltaik-Anlagen. Circa 70 Prozent aller in Deutschland vorhandenen Photovoltaik-Anlagen wurden in den letzten 5 Jahren installiert.
Damit ist Solarenergie und speziell die Stromerzeugung durch Solarenergie eine wichtige Säule im Rahmen der Energiewende. Diese wird aber auch in Zukunft mit anderen erneuerbaren Energien kombiniert werden müssen. Laut Einschätzungen des Fraunhofer Instituts könnten im Jahr 2050 zwischen 41 und 96 Billionen Kilowattstunden Strom durch Solarzellen erzeugt werden. Dies dürfte einen Anteil von 20 bis 50 Prozent der weltweiten Stromerzeugung ausmachen.
„Solarzellen“ sind heute diversifiziert
Die Bedeutung von Solarenergie steigt also. Die Forschung und Weiterentwicklung geht dabei stetig weiter. Wer sich heute dafür entscheidet, in Solarenergie zu investieren und seine eigene Immobilie auf diese Weise energetisch anders aufzustellen, hat eine weitaus größere Auswahl als noch vor einigen Jahren. Dies betrifft im Kern schon die Solarzelle selbst. Aus gutem Grund: die bisher am häufigsten verwendete Solarzelle besteht vor allem aus Silizium. Die Herstellung dieser „herkömmlichen“ Solarzellen ist nicht nur teuer, sondern das Ergebnis enthält giftige Stoffe.
Aus diesem Grund wurde in der Vergangenheit weiter geforscht, um Alternativen zu der Solarzelle aus Silizium zu schaffen. Mittlerweile gibt es unterschiedliche Solarzellen, die dem Haus- oder Wohnungseigentümer perspektivisch eine weitaus größere Auswahl bieten und für verschiedene Standorte oder Verwendungszwecke geeignet sind.
„Organische Solarzellen“ bestehen nicht aus Silizium, sondern aus organischen Molekülen oder Polymeren, die wiederum zum Beispiel aus Holz gewonnen werden können. Die Forschung und Entwicklung der organischen Solarzellen ist allerdings noch nicht vollständig ausgereift. Insbesondere die Effizienz ist hier ein Thema.
Solarzellen aus Biomüll setzen auf fluoreszierende Stoffe aus Bio-Abfall. Das Konzept ist vielversprechend und schon heute zukunftstauglich, weil nicht nur die Energiegewinnung umweltschonend ist, sondern gleichzeitig auch den Abfall sinnvoll wiederverwendet. Die Solarzellen aus Biomüll sind transparent, biegsam und nachhaltig.
Solarzellen aus Getränkeverpackungen bilden einen ebenfalls äußert nachhaltigen Ansatz, der auf die Wiederverwertung von Abfall setzt. Der Ansatz konnte nun auch einen ersten Erfolg feiern: Im Rahmen des EU-Projekts „FlexFunktion2Sustain“ konnten neue Solarzellen zur Hälfte aus Polypropylen und damit aus Recyclingmaterial produziert werden.
Solarzellen aus Farbstoff sind ebenfalls eine interessante Alternative. Sie benötigen deutlich weniger Energie als Solarzellen aus Silizium und verwenden nicht nur preiswertere, sondern weniger schädliche Materialien. Farbstoffsolarzellen sind enorm vielversprechend, weil sie besonders gut bei geringem Lichteinfall funktionieren. Zudem können Sie in verschiedenen Farben produziert werden, was sie vielfältig einsetzbar macht und in der Wahrnehmung weniger störend ist. Die Entwicklung der Farbstoffsolarzellen bedarf aber noch einiger Optimierung. Der Nachteil ist nämlich bisher, dass der Leistungsstand der Farbstoffsolarzellen mit um die 20 Prozent noch zu gering ist. Ihr bisheriger Einsatzbereich beschränkt sich deshalb auf textile Architektur und Stand-alone-Lösungen. Perspektivisch gestalten sich die Einsatzmöglichkeiten aber bei Verbesserung der Leistung äußerst vielseitig.
Solarzellen aus Mondstaub klingen nach einer Science-Fiction-Idee aus dem Marvel- oder DC-Universum. Tatsächlich kann aber tatsächlich Material vom Mond, vor allem sogenanntes Regolith, für die Produktion von effizienten Solarzellen verwendet werden. Das bestätigen verschiedene Forschungen.
Die sogenannten Perowskit-Solarzellen sind besonders vielversprechend. Die Perowskit-Solarzelle ist zum einen hocheffizient, weil sie unter Lichteinfluss mit über 29 Prozent Wirkungsgrad Strom erzeugen kann. Zum anderen ist Perowskit auch deutlich günstiger. Dies macht sie zu einer perspektivisch besonders interessanten Alternativen. Der bisherige Nachteil, dass diese spezielle Solarzelle weniger nachhaltig ist, konnte durch neuere Forschungen zudem verringert werden. Die Haltbarkeit wurde bei starken Temperaturschwankungen verbessert, sodass sie neuerdings bis zu 20 Jahre beträgt.
Eine weitere Neuerung stellen sogenannte bifaziale Solarmodule dar. Die Besonderheit besteht darin, dass – anders als bei herkömmlichen Solaranlagen – beide Seiten Licht aufnehmen können. Dies schafft über 30 Prozent mehr Leistung und erhöht somit die Effizienz.
Die Forschung an Solarzellen ist über dieses diversifizierte Angebot hinaus noch lange nicht abgeschlossen. Auch in Deutschland geht dieser Prozess fleißig weiter: So entwickelt das Fraunhofer Institut im Rahmen seines „Projekts 50 Prozent“ derzeit Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 50 Prozent. Dies stellt eine herausragende Neuerung und potenzielle Revolution dar, wenn man bedenkt, dass der Wirkungsgrad bisher nur bei höchstens 26 Prozent lag.
Photovoltaik – Stromerzeugung durch Solarenergie
Wer an Photovoltaik-Anlagen denkt, mag große Platten auf Dächer im Kopf haben, die einen Großteil der Fläche bedecken. Tatsächlich gibt es Photovoltaik heutzutage dank der Forschung schon in ganz unterschiedlichen Formen, die ihren Beitrag zu Energiewende und zum Einsparen Ihrer Kosten leisten können.
So existieren mittlerweile sogenannte Mini-Photovoltaik-Anlagen. Wie der Name schon vermuten lässt, handelt es sich um kleine Photovoltaik-Anlagen, die in ihrer Größe deutlich geringer ausfallen, als die herkömmlichen Panels auf dem Dach. Sie eignen sich für Verkehrswarnleuchten, Rasenleuchten und ähnliche Dinge. Besonders beliebt sind sie definitiv für Outdoor-Lampen.
Sogenannte Balkonkraftwerke sind Solarpanele, die praktisch überall an einem Gebäude installiert werden können. Gelegentlich werden sie auch Mini-Solaranlagen oder Balkon-PV genannt. Der durch die Sonnenenergie erzeugte Strom wird dann direkt in die Steckdose geleitet. Aufgrund der Effizienz dauert es allerdings in der Regel bis zu 8 Jahre, bis sich die Anschaffungskosten amortisiert haben.
Solar Home Systems (SHS) besteht aus kleinen Inselsystemen aus Photovoltaik-Modulen, Ladereglern und einer Batterie. Mit SHS können jeden Tag einige Kilowattstunden abgedeckt werden. Der Gesamtenergiebedarf eines Haushalts kann zwar nicht aus Solarenergie geschöpft werden, jedoch trägt aus SHS einen Beitrag bei. Die erzeugte Energie reicht jeden Tag zum Beispiel für das Laden eines Smartphones.
Virtu Tubes sind hybride Solarmodule. Diese gewinnen sowohl Energie, als auch Wärme gleichermaßen. Da sowohl Energie als auch Wärme die wesentlichen Ansatzpunkte bei der angestrebten Energiewende und Klimaneutralität sind, ist dieser Ansatz vielversprechend.
Bei Floating Photovoltaik handelt es sich um eine ganz neue Herangehensweise. Dies umfasst Solarzellen, die auf Wasser schwimmen. Dies gewährleistet durch die Kühlung nicht nur eine höhere Effizienz, sondern verhindert zudem, dass das Wasser umkippt.
Kleine Extras können einen wichtigen Beitrag leisten
Energiegewinnung aus Solarenergie kann über Photovoltaik hinaus auch durch gewisse Tools realisiert werden, die ihren Beitrag zur Energiewende leisten können. Dabei handelt es sich um kleine Extras, die Ihr Gebäude jetzt schon oder in Zukunft energetisch optimieren können.
Die von Tesla angekündigten Solarziegel sind leider noch nicht in Deutschland erhältlich, könnten aber auch den hiesigen Markt bereichern. Die Solarziegel sind in der Lage Sonnenenergie in Strom umzuwandeln und dabei eine äußerlich ansprechende Fassade zu bewahren. Verlegt werden die Ziegel wie gewöhnliche Ziegel. Mittlerweile existieren sogar optisch ansprechende Solarziegel in Terrakotta-Optik, welche vom italienischen Hersteller Dyaqua hergestellt werden.
Solardachpfannen sind eine Errungenschaft der Technischen Hochschule Köln. Es handelt sich um Dachpfannen, die wiederum Sonnenenergie in Strom umwandeln können. Besonders vorteilhaft ist, dass sie über Strom hinaus auch Wärme erzeugen können und daher – wie auch Virtu Tubes nicht nur bei Strom, sondern auch bei der Wärme ansetzen.
Solarfarbe kann ebenfalls einen kleinen Beitrag zur energetischen Aufwertung Ihrer Immobilie leisten. Diese spezielle Solarfarbe, die Quantum Dots enthält, ist bereits jetzt erhältlich und kann auf Hausfassaden gestrichen werden. Die Farbe absorbiert Licht und wandelt diese in Energie um. Dabei sollte die Solarfarbe aber stets nur als zusätzliche und nicht als alleinige Maßnahme verstanden werden.
Photovoltaik wird staatlich gefördert
Die Installation und Forschung von Photovoltaik wird gefördert, um den Anteil an der Gesamtstromerzeugung weiter zu erhöhen. Um die 84 Millionen Euro wurden im Jahr 2021 in insgesamt 481 verschiedene Forschungs- und Entwicklungsprojekte investiert, um die Weiterentwicklung der Photovoltaik-Technologie voranzutreiben. Dies beinhaltet nicht nur die Forschung für Gebäude, sonder auch in Bezug auf andere Bereiche. So sind Agri-PV in der Landwirtschaft oder fahrzeugintegrierte Photovoltaik ebenfalls spannende Projekte.
Die Förderung von Solarenergie findet aber nicht nur im Bereich der Forschung statt. Über die KfW zum Beispiel wird die Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage gefördert. Und ohnehin sinken die Anschaffungspreise stetig. Darüber hinaus fallen seit 2023 keine Umsatzsteuer und Einkommenssteuer für Photovoltaik-Anlagen an.
„Smart Buildings“ – Solarenergie für die Wärme
Weiterentwicklungen und neue Konzepte gibt es aber nicht nur bei der einzelnen Solarzelle oder bei Photovoltaik-Anlagen, sondern auch beim Thema Wärme. Solarenergie für und durch die eigene Immobilie, um Wärmekosten zu sparen, ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Energiewende. Deshalb gibt es mittlerweile diverse Optionen im Bereich „Smart-Building„, um passiv Energie zu gewinnen und absorbierte Wärme zu speichern und wieder abzugeben.
Gebäude mit direktem Energiegewinn absorbieren über die Wände Sonnenenergie, welche wiederum in den Wänden und teilweise auch in den Möbeln gespeichert wird. Über die Nacht wird die Wärme ins Gebäudeinnere abgegeben, sodass Heizkosten gespart werden können.
Wände mit Wärmespeicher können Wärme an die Luft abgeben. Dies wird durch eine Glaswand an der Außenseite und eine schwarze Innenwandoberfläche realisiert. Die Wand kann die aufgenommene Wärme an die Luft ableiten, die zwischen beiden Elementen ist, um das Haus zu wärmen. Die Konventionszirkulation reguliert dabei die Temperatur.
Solargebäude mit Wasserwänden sind ebenfalls darauf ausgerichtet, Energiekosten zu minimieren und die Energie passiv zu gewinnen. Die Wände dieses smarten Gebäudetyps sind mit Wasser gefüllt und außerhalb der Wände ist wiederum eine Glaswand hinter einer Isolierungsschicht. Die Wärme durch die Sonne wird durch die Wasserwand aufgenommen leitet sie in den Innenraum des Gebäudes. Über die Isolierungsschicht wird die Temperatur reguliert.
Gebäude mit einem Staubecken auf dem Dach basieren auf einem Dach mit einem mit Wasser gefüllten Becken und einem transparenten Material. Auf diesem transparenten Material ist ein sogenanntes Isolierungsbrett angebracht, welches geöffnet werden kann. Dann nimmt das Wasser in dem Staubecken Licht auf, absorbiert die Wärme und leitet diese durch das transparente Material in das Gebäudeinnere ab.
Beim Solartreibhaus wird ein Treibhaus aus Glas an die Außenseite des Gebäudes angebracht. Zudem benötigt es Wasser- oder Wärmespeicherwände. Der besondere Vorteil besteht über die Art der Energiegewinnung und Einsparung von Kosten darin, dass innerhalb des Solartreibhauses Gemüse und Pflanzen angebaut werden können.
