Photovoltaik: Der komplette Ratgeber
Der Ausbau der Photovoltaik in Deutschland erreicht neue Rekorde. Allein 2025 wurden über 15 Gigawatt an neuer PV-Leistung installiert – mehr als je zuvor. Die Preise für Solarmodule sind seit 2020 um über 50% gefallen, während die Strompreise auf hohem Niveau verharren. Diese Konstellation macht Photovoltaik so attraktiv wie nie.
Gleichzeitig wächst das Interesse an intelligenten Kombinationen: Wärmepumpen, Batteriespeicher und Elektromobilität lassen sich mit einer PV-Anlage verbinden. Besonders die Kombination mit Luft-Luft-Wärmepumpen bietet eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit, bestehende Heizsysteme zu unterstützen.
Dieser Ratgeber erklärt die Grundlagen der Photovoltaik, führt durch die wichtigsten Komponenten, behandelt Wirtschaftlichkeit und Förderung und zeigt, wie Sie PV optimal mit Wärmepumpen kombinieren.
Wie funktioniert Photovoltaik?
Photovoltaik wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Der Name setzt sich zusammen aus dem griechischen "photos" (Licht) und "Volta" (nach dem Physiker Alessandro Volta, Erfinder der Batterie).
Der photovoltaische Effekt
In einer Solarzelle treffen Lichtteilchen (Photonen) auf ein Halbleitermaterial, meist Silizium. Dabei werden Elektronen aus ihrer Bindung gelöst und können als elektrischer Strom abfließen. Dieser Vorgang heißt photovoltaischer Effekt.
Der Prozess läuft vereinfacht in drei Schritten ab:
- Lichtabsorption: Photonen dringen in die Solarzelle ein
- Ladungstrennung: Elektronen werden freigesetzt und von Löchern getrennt
- Stromfluss: Die Elektronen fließen über einen äußeren Stromkreis
Die erzeugte Spannung einer einzelnen Siliziumzelle beträgt etwa 0,5 bis 0,7 Volt. Um nutzbare Spannungen zu erreichen, werden viele Zellen in Reihe zu Modulen verschaltet.
Eine detaillierte Erklärung der Physik finden Sie im Artikel Von Photon zu Volt: Wie funktioniert eine Solarzelle?.
Komponenten einer PV-Anlage
Eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage besteht aus mehreren Hauptkomponenten, die zusammenspielen müssen.
Solarmodule
Das Solarmodul ist das Herzstück der Anlage. Aktuelle Module basieren überwiegend auf kristallinem Silizium und erreichen Wirkungsgrade von 20 bis 23%. Premium-Module mit TOPCon- oder Heterojunction-Technologie schaffen über 22%.
Die gängigsten Modultypen im Vergleich:
| Modultyp | Wirkungsgrad | Preis | Eigenschaften |
|---|---|---|---|
| Monokristallin PERC | 19–21% | Mittel | Standard, gutes Preis-Leistungs-Verhältnis |
| Monokristallin TOPCon | 21–23% | Höher | Höhere Effizienz, bessere Schwachlichtleistung |
| Polykristallin | 16–18% | Niedrig | Auslaufmodell, kaum noch verbaut |
| Dünnschicht | 10–13% | Niedrig | Flexibel, für Spezialanwendungen |
Ein Standardmodul hat heute eine Leistung von 400 bis 450 Watt bei Abmessungen von etwa 1,7 × 1,1 Metern.
Wechselrichter
Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom (DC) der Module in netzkonformen Wechselstrom (AC) um. Ohne ihn wäre der Solarstrom im Haushalt nicht nutzbar.
Es gibt drei Wechselrichter-Bauformen:
String-Wechselrichter sind die häufigste Variante. Mehrere Module werden in Reihe geschaltet (String) und an einen zentralen Wechselrichter angeschlossen. Vorteil: günstig und effizient. Nachteil: Teilverschattung mindert den Ertrag des gesamten Strings.
Mikro-Wechselrichter sitzen direkt unter jedem Modul. Jedes Modul arbeitet unabhängig, Verschattung eines Moduls beeinflusst die anderen nicht. Vorteil: optimaler Ertrag bei komplexen Dächern. Nachteil: höhere Kosten.
Hybridwechselrichter kombinieren die Wechselrichterfunktion mit einem Batterieladeregler. Sie ermöglichen die direkte Einbindung eines Batteriespeichers ohne zusätzliche Komponenten.
Details zu den verschiedenen Wechselrichter-Konzepten erklärt der Artikel AC/DC in der PV: Wechselrichter und Stromwandlung.
Montagesystem
Das Montagesystem befestigt die Module sicher auf dem Dach. Bei Schrägdächern werden Dachhaken unter den Ziegeln verankert, auf denen Schienen für die Module montiert werden. Flachdächer erhalten aufgeständerte Systeme mit Neigungswinkeln von 10 bis 15 Grad.
Batteriespeicher (optional)
Ein Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauch des Solarstroms. Ohne Speicher liegt der Eigenverbrauch typischerweise bei 25 bis 35%, mit Speicher bei 50 bis 70%. Aktuelle Speichersysteme basieren fast ausschließlich auf Lithium-Eisenphosphat-Technologie (LFP) und bieten Kapazitäten von 5 bis 15 kWh für Einfamilienhäuser.
Mehr zu Speichern im Artikel Batteriespeicher: Energie für später.
Dimensionierung: Die richtige Anlagengröße
Die optimale Anlagengröße hängt von mehreren Faktoren ab: Stromverbrauch, verfügbare Dachfläche und Budget. Eine zu kleine Anlage nutzt das Potenzial nicht aus, eine zu große rechnet sich langsamer.
Stromverbrauch als Ausgangspunkt
Der jährliche Stromverbrauch ist die wichtigste Planungsgrundlage. Ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt verbraucht 4.000 bis 5.000 kWh pro Jahr. Haushalte mit Elektroauto oder Wärmepumpe liegen deutlich darüber.
Als Orientierung dienen diese Richtwerte:
| Haushaltsgröße | Stromverbrauch | Empfohlene PV-Größe |
|---|---|---|
| 1–2 Personen | 2.000–3.000 kWh/a | 4–6 kWp |
| 3–4 Personen | 3.500–5.000 kWh/a | 6–10 kWp |
| 5+ Personen | 5.000–7.000 kWh/a | 8–12 kWp |
| Mit E-Auto | +2.000–4.000 kWh/a | +2–4 kWp |
| Mit Wärmepumpe | +3.000–5.000 kWh/a | +3–5 kWp |
Dachfläche und Ausrichtung
Pro kWp Anlagenleistung werden etwa 5 bis 6 m² Dachfläche benötigt. Ein Dach mit 40 m² nutzbarer Fläche bietet Platz für eine 7- bis 8-kWp-Anlage.
Die Ausrichtung beeinflusst den Jahresertrag erheblich:
| Ausrichtung | Neigung | Ertrag (relativ) |
|---|---|---|
| Süd | 30–35° | 100% |
| Südost/Südwest | 30–35° | 95% |
| Ost/West | 30–35° | 85% |
| Flachdach aufgeständert | 10–15° | 90% |
Ost-West-Ausrichtungen sind nicht zwangsläufig schlechter: Sie erzeugen den Strom gleichmäßiger über den Tag verteilt, was den Eigenverbrauch erhöhen kann.
Faustformel für die Anlagengröße
Eine bewährte Faustregel: 1 kWp pro 1.000 kWh Jahresverbrauch, mindestens aber so groß wie die Dachfläche erlaubt. In Deutschland erzeugt 1 kWp etwa 900 bis 1.100 kWh pro Jahr, abhängig von Standort und Ausrichtung.
Wirtschaftlichkeit und Kosten
Eine PV-Anlage ist eine Investition, die sich über die Lebensdauer refinanzieren soll. Die Wirtschaftlichkeit hängt von Investitionskosten, Stromertrag und Strompreisentwicklung ab.
Investitionskosten 2026
Die Preise für schlüsselfertige PV-Anlagen sind 2025 weiter gefallen. Für eine typische Aufdachanlage ohne Speicher liegen die Kosten bei:
| Anlagengröße | Kosten (ohne Speicher) | Kosten pro kWp |
|---|---|---|
| 5 kWp | 7.000–9.000 € | 1.400–1.800 €/kWp |
| 10 kWp | 12.000–16.000 € | 1.200–1.600 €/kWp |
| 15 kWp | 16.000–22.000 € | 1.100–1.500 €/kWp |
Batteriespeicher kosten zusätzlich 500 bis 800 € pro kWh Kapazität. Ein 10-kWh-Speicher schlägt mit 5.000 bis 8.000 € zu Buche.
Laufende Kosten
Die laufenden Kosten einer PV-Anlage sind gering:
- Wartung: 100–200 €/Jahr (Reinigung, Sichtprüfung)
- Versicherung: 50–100 €/Jahr
- Zählergebühr: 20–40 €/Jahr
- Rücklagen für Wechselrichtertausch: ~50 €/Jahr
Insgesamt etwa 200 bis 400 € pro Jahr, bei einer 10-kWp-Anlage also 2 bis 4 Cent pro erzeugter kWh.
Einspeisevergütung und Eigenverbrauch
Der Eigenverbrauch ist wirtschaftlich attraktiver als die Einspeisung. Bei einem Haushaltsstrompreis von 35 Cent/kWh und einer Einspeisevergütung von 8 Cent/kWh spart jede selbst verbrauchte Kilowattstunde 27 Cent mehr als eine eingespeiste.
Rechenbeispiel für eine 10-kWp-Anlage mit 10.000 kWh Jahresertrag:
| Szenario | Eigenverbrauch | Einspeisung | Ersparnis/Einnahmen |
|---|---|---|---|
| Ohne Speicher (30%) | 3.000 kWh | 7.000 kWh | 1.050 € + 560 € = 1.610 €/a |
| Mit Speicher (60%) | 6.000 kWh | 4.000 kWh | 2.100 € + 320 € = 2.420 €/a |
Amortisation
Die Amortisationszeit gibt an, wann die Anlage ihre Investitionskosten eingespielt hat.
Beispielrechnung (10 kWp ohne Speicher):
- Investition: 14.000 €
- Jährlicher Nutzen: 1.610 €
- Amortisation: 14.000 € ÷ 1.610 €/a = 8,7 Jahre
Nach der Amortisation erwirtschaftet die Anlage für den Rest ihrer Lebensdauer (weitere 15–20 Jahre) reinen Gewinn.
Förderung
Die direkte Förderung für PV-Anlagen wurde weitgehend eingestellt. Es gibt jedoch indirekte Vergünstigungen:
- 0% Mehrwertsteuer auf PV-Anlagen bis 30 kWp (seit 2023)
- KfW-Kredite für Speicher und E-Mobilität (Programm 270)
- Regionale Förderprogramme (Bundesländer, Kommunen)
- Steuerliche Vereinfachung für kleine Anlagen
Das Dreamteam: PV + Wärmepumpe
Die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe gilt als Königsweg zur klimaneutralen Wärmeversorgung. Beide Technologien ergänzen sich hervorragend: Die PV-Anlage liefert den Strom, den die Wärmepumpe für den Betrieb benötigt.
Synergien nutzen
Eine Wärmepumpe erhöht den Eigenverbrauch der PV-Anlage erheblich. Während ein normaler Haushalt nur 25–35% des Solarstroms direkt verbraucht, kann eine Wärmepumpe diesen Anteil auf 40–50% steigern. Mit intelligenter Steuerung (SG Ready) lässt sich die Wärmepumpe bevorzugt dann betreiben, wenn Solarstrom verfügbar ist.
Dimensionierung für die Kombination
Bei der Planung einer PV-Anlage mit Wärmepumpe sollte der zusätzliche Strombedarf der Wärmepumpe berücksichtigt werden:
| Wärmepumpen-Leistung | Strombedarf (bei JAZ 4) | Zusätzliche PV |
|---|---|---|
| 6 kW | ~2.500 kWh/a | +2,5 kWp |
| 8 kW | ~3.500 kWh/a | +3,5 kWp |
| 10 kW | ~4.500 kWh/a | +4,5 kWp |
Eine ausführliche Behandlung der verschiedenen Wärmepumpen-Typen und ihrer Kombination mit PV bietet der Wärmepumpen-Ratgeber.
Luft-Luft-Wärmepumpen: Die schnelle PV-Ergänzung
Neben klassischen Luft-Wasser-Wärmepumpen gewinnen Luft-Luft-Wärmepumpen an Bedeutung – besser bekannt als Split-Klimaanlagen. Sie bieten eine besonders attraktive Möglichkeit, bestehende Heizsysteme zu unterstützen und den Eigenverbrauch von Solarstrom zu steigern.
Was macht Luft-Luft-Wärmepumpen besonders?
Luft-Luft-Wärmepumpen erwärmen die Raumluft direkt, ohne den Umweg über einen Wasserkreislauf. Das macht sie zum idealen Ergänzungssystem für Haushalte mit bestehender Heizung:
| Aspekt | Luft-Luft-WP | Luft-Wasser-WP |
|---|---|---|
| Installation | 1–2 Tage | 3–5 Tage |
| Investition (typisch) | 2.500–5.000 € | 12.000–20.000 € |
| Eingriff ins Heizsystem | Keiner | Kompletter Umbau |
| Heizen und Kühlen | Ja | Nur mit Zusatzausstattung |
| Warmwasserbereitung | Nein | Ja |
| Ideale Rolle | Ergänzung | Hauptheizung |
Anwendungsszenarien
Altbau mit hoher Vorlauftemperatur: In Gebäuden, deren Heizkörper 60–70°C Vorlauf benötigen, arbeitet eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ineffizient. Eine Luft-Luft-WP kann hier Räume gezielt entlasten: Sie übernimmt einen Teil der Heizlast, während die Gasheizung die Grundwärme und das Warmwasser liefert.
Dachgeschoss mit Überhitzungsproblem: Im Sommer werden Dachräume oft unerträglich heiß. Eine Split-Klimaanlage löst dieses Problem und heizt im Winter denselben Raum effizient mit. Der Solarstrom vom Dach treibt dabei die Kühlung praktisch kostenlos an.
Homeoffice und Arbeitszimmer: Räume, die nur zeitweise genutzt werden, lassen sich mit einer Luft-Luft-WP schnell auf Temperatur bringen – schneller als jede wassergeführte Heizung.
Bivalenzbetrieb: Zwei Systeme, ein Ziel
Im Bivalenzbetrieb arbeiten Luft-Luft-Wärmepumpe und Bestandsheizung zusammen. Die Aufteilung kann auf verschiedene Arten erfolgen:
Bivalent-parallel: Beide Systeme laufen gleichzeitig. Die Luft-Luft-WP entlastet die Hauptheizung kontinuierlich, besonders bei moderaten Temperaturen, wenn ihre Effizienz am höchsten ist.
Bivalent-alternativ: Oberhalb einer bestimmten Außentemperatur (Bivalenzpunkt, z.B. 5°C) läuft nur die Luft-Luft-WP, darunter übernimmt die Bestandsheizung.
Sonnengesteuert: Die Luft-Luft-WP läuft bevorzugt, wenn Solarstrom verfügbar ist. Nachts oder bei bewölktem Himmel springt die konventionelle Heizung ein.
Wirtschaftlichkeit im Beispiel
Ausgangssituation: Einfamilienhaus, 120 m², Gasheizung mit 65°C Vorlauf, Jahresverbrauch 18.000 kWh Gas (2.160 €/a bei 0,12 €/kWh). Das Dachgeschoss überhitzt im Sommer.
Maßnahme: Installation einer Split-Klimaanlage mit 3,5 kW Heizleistung im Wohn-/Essbereich sowie Erweiterung der PV-Anlage um 3 kWp.
Ergebnis nach einem Jahr:
- Luft-Luft-WP übernimmt 30% der Heizlast
- Gasverbrauch sinkt auf 12.600 kWh/a (−5.400 kWh)
- Gaskostenersparnis: 648 €/a
- Stromverbrauch Luft-Luft: 1.500 kWh (SCOP 3,5)
- Davon aus PV: 900 kWh (kostenlos)
- Reststrombezug: 600 kWh × 0,35 € = 210 €/a
- Kühlung im Sommer: Weitgehend aus PV-Überschuss
- Jährliche Ersparnis: 648 € − 210 € = 438 €
- Zusätzlicher Komfortgewinn: Kühlung im Sommer
Bei Investitionskosten von 4.500 € für die Split-Anlage und 3.500 € für die PV-Erweiterung ergibt sich eine Amortisation in etwa 18 Jahren. Rechnet man den Komfortgewinn durch die Kühlung mit ein – vergleichbare mobile Klimageräte verbrauchen das Dreifache an Strom – verbessert sich die Bilanz deutlich.
Dimensionierung: PV-Größe für Luft-Luft-Betrieb
Für den zusätzlichen Strombedarf einer Luft-Luft-Wärmepumpe empfiehlt sich folgende PV-Erweiterung:
| Luft-Luft-Leistung | Strombedarf (SCOP 3,5) | PV-Zubau |
|---|---|---|
| 2,5 kW (Single-Split) | ~700 kWh/a | +1–2 kWp |
| 3,5 kW (Single-Split) | ~1.000 kWh/a | +2–3 kWp |
| 5,0 kW (Multi-Split) | ~1.500 kWh/a | +3–4 kWp |
Der PV-Zubau sollte großzügiger dimensioniert werden, wenn auch die Kühlfunktion im Sommer intensiv genutzt werden soll. Die gute Nachricht: Im Sommer, wenn der Kühlbedarf am höchsten ist, produziert die PV-Anlage am meisten Strom.
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Vor- und Nachteile der Photovoltaik
Photovoltaik bietet zahlreiche Vorteile, hat aber auch Grenzen. Eine realistische Einschätzung hilft bei der Entscheidung.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Solarstrom ist nach der Installation praktisch kostenlos und macht unabhängiger von steigenden Strompreisen. Die Technologie ist ausgereift, wartungsarm und hat eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren. Staatliche Regelungen wie die Mehrwertsteuerbefreiung und garantierte Einspeisevergütung bieten Planungssicherheit. Zudem verbessert eine PV-Anlage die CO₂-Bilanz des Haushalts erheblich.
Den Vorteilen stehen einige Nachteile gegenüber: Die Stromerzeugung schwankt mit Tageszeit und Wetter. Ohne Speicher fällt die Produktion genau dann aus, wenn abends der Verbrauch am höchsten ist. Die Investitionskosten sind beträchtlich, auch wenn sie sich langfristig amortisieren. Außerdem ist nicht jedes Dach geeignet – Verschattung, Ausrichtung und Tragfähigkeit setzen Grenzen.
Häufige Fragen
Lohnt sich Photovoltaik 2026 noch?
Ja, die Rahmenbedingungen sind günstig. Die Modulpreise sind historisch niedrig, während die Strompreise hoch bleiben. Die Mehrwertsteuerbefreiung macht Anlagen zusätzlich attraktiver. Bei einer Amortisation von 8 bis 12 Jahren und einer Anlagenlebensdauer von 25 bis 30 Jahren bleibt ein erheblicher wirtschaftlicher Vorteil.
Wie groß sollte meine PV-Anlage sein?
Als Faustregel gilt: 1 kWp pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch. Wenn es die Dachfläche erlaubt, darf es auch mehr sein – die Grenzkosten pro zusätzlichem kWp sinken mit der Anlagengröße. Bei geplanter Anschaffung einer Wärmepumpe oder eines Elektroautos sollte die Anlage von Anfang an größer dimensioniert werden.
Brauche ich einen Batteriespeicher?
Ein Speicher erhöht den Eigenverbrauch von typisch 30% auf 50–70% und macht unabhängiger vom Stromnetz. Wirtschaftlich rechnet er sich allerdings langsamer als die PV-Anlage selbst. Sinnvoll ist ein Speicher vor allem, wenn der Haushalt abends viel Strom verbraucht oder wenn Notstromfähigkeit gewünscht ist.
Kann ich PV mit meiner alten Heizung kombinieren?
Eine PV-Anlage lässt sich mit jeder Heizung kombinieren. Besonders sinnvoll ist die Ergänzung um eine Luft-Luft-Wärmepumpe (Split-Klimaanlage). Sie nutzt den Solarstrom zum Heizen und Kühlen, ohne dass die bestehende Heizung ausgetauscht werden muss. Im Sommer kann der PV-Überschuss direkt für die Kühlung verwendet werden.
Fazit
Kernaussage: Photovoltaik hat sich zur wirtschaftlichsten Form der Stromerzeugung für Privathaushalte entwickelt. Bei Investitionskosten von 1.200 bis 1.600 Euro pro kWp und steigenden Strompreisen amortisiert sich eine Anlage in 8 bis 12 Jahren. Die Kombination mit Wärmepumpen steigert den Eigenverbrauch und die Wirtschaftlichkeit. Besonders interessant sind Luft-Luft-Wärmepumpen als schnelle und kostengünstige Ergänzung bestehender Heizsysteme – sie nutzen Solarstrom zum Heizen im Winter und zur Kühlung im Sommer.
Die Entscheidung für eine PV-Anlage sollte gut vorbereitet sein. Eine professionelle Planung berücksichtigt Dachbeschaffenheit, Verbrauchsprofil und zukünftige Entwicklungen wie E-Mobilität oder Wärmepumpeneinsatz. Mit den richtigen Komponenten und einer passenden Dimensionierung wird Photovoltaik zum Fundament einer nachhaltigen Energieversorgung.
Zur Artikelserie Photovoltaik
- Photovoltaik: Der komplette Ratgeber – Sie sind hier
- Von Photon zu Volt: Wie funktioniert eine Solarzelle? – Grundlagen verstehen
- Aufbau einer PV-Anlage – Vom Modul zum System
- AC/DC in der PV: Wechselrichter und Stromwandlung – Gleichstrom zu Wechselstrom
- Leistungselektronik: Wechselrichter und DC-DC-Wandler – Technische Details
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Quellen
- Fraunhofer ISE: Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland
- Bundesnetzagentur: EEG-Vergütungssätze
- BSW Solar: Bundesverband Solarwirtschaft
- BAFA: Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle – Förderung
- KfW: Erneuerbare Energien – Standard (Programm 270)
- VDI 4650: Berechnung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpenanlagen
- DIN EN 14825: Klimaanlagen und Wärmepumpen – Prüfung und Leistungsbemessung
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