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Ein PV-Modul erzeugt aus dem Sonnenlicht elektrischen Strom, indem es den photoelektrischen Effekt in der Photovoltaikzelle ausnutzt. Der erzeugte Gleichstrom wird anschließend durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und kann entweder direkt im Haushalt genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden. Überschüssiger Strom kann optional in einem Batteriesystem gespeichert werden, um ihn später zu verwenden und somit die Eigenverbrauchsquote zu erhöhen.

Eine PV-Anlage kann an vielen verschiedenen Ort installieren werden – auf Dächern, an Fassaden, auf eigenen Solar-Carports, auf Freiflächen wie Parkplätzen oder auch in landwirtschaftlich genutzten Gebieten. Entscheidend für eine wirtschaftliche Nutzung ist dabei immer die Ausrichtung der Anlage. In Deutschland erzielt die Südausrichtung einer PV-Anlage die höchsten Erträge, während eine Ost- und Westausrichtung die Stromproduktion über den Tag zeitlich strecken kann.

Die Kosten für eine Photovoltaik-Anlage variieren je nach Größe, Art der Installation und den spezifischen Anforderungen des Projekts. Dazu zählen die Komplexität des Daches, die Ausgaben für den Gerüstbau, mögliche Anpassungen an der Elektroinstallation und weitere baulich notwendige Maßnahmen. Zusätzliche Kosten entstehen bei der Installation von Speichersystemen.

Die Amortisationszeit einer Photovoltaikanlage hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu zählen die Anschaffungskosten, der Standort, die Größe der Anlage, die Strompreise, mögliche Förderungen und die Einspeisevergütung. Je höher der Eigenverbrauch ist, umso schneller erwirtschaftet eine PV-Anlage ihre Anschaffungskosten. Durch ein Speichersystem kann der Eigenverbrauch und die Unabhängigkeit deutlich gesteigert werden. Im Allgemeinen liegt die Amortisationszeit moderner PV-Anlagen in Deutschland zwischen 7 und 12 Jahren.

In Deutschland gibt es aktuell verschiedene Förderprogramme und Subventionen für Photovoltaik-Anlagen, die sich je nach Bundesland und Projekt unterscheiden.

Eine der ältesten und wichtigsten Förderungen ist die Einspeisevergütung (EEG): Sie regelt, dass Betreiber von PV-Anlagen für den ins Netz eingespeisten Strom eine Vergütung erhalten. Für Anlagen mit einer installierten Leistung bis 10 kWp beträgt die Volleinspeisevergütung 13 Cent/kWh und für Teileinspeisung etwa 8,20 Cent/kWh. Die Einspeisevergütung wird regelmäßig angepasst, gilt jedoch ab der Inbetriebnahme einer Anlage für 20 Jahre.

Weiterhin gibt es die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG): Sie subventioniert PV-Anlagen in Kombination mit energetischen Sanierungen oder Neubauten durch Zuschüsse und zinsgünstige Darlehen. Besonders interessant ist die Kombination mit Batteriespeichern.

Einen zusätzlichen Anreiz für die Anschaffung einer Photovoltaikanlage in Deutschland schafft die Befreiung von der Mehrwertsteuer (MwSt.). Seit dem 1. Januar 2023 gilt für die Anschaffung, Installation und Lieferung von PV-Anlagen und Speichern ein Nullsteuersatz (0 % MwSt.), sofern sie auf oder in der Nähe von Wohngebäuden installiert werden und die installierte Leistung 30 kWp nicht überschreitet. Der erzeugte Strom sollte primär dem Eigenverbrauch dienen, auch wenn eine Einspeisung ins Netz möglich ist.

Neben der Photovoltaik, bei der aus der Sonnenenergie elektrischer Strom produziert wird, gibt es auch noch Photothermieanlagen. Bei diesen Anlagen wird die Energie der Sonne in nutzbare Wärme umgewandelt und beispielsweise für die Warmwasseraufbereitung verwendet.