Solaranlagen

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  • Ausgabe: 1/2016
    Erschienen: 12/2015
    Seiten: 5

    Solar mobil

    Testbericht über 4 Solaranlagen

    Solaranlagen füttern Bordbatterien mit autarker Energie. Vier tragbare und damit mobile Anlagen im großen Test. Testumfeld: Verglichen wurden vier Solarmodule, die keine Endnote erhielten.

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  • Ausgabe: 2/2016
    Erschienen: 01/2016
    Seiten: 4

    Sonne tanken!

    Testbericht über 4 mobile Solarmodule

    Strom aus der Kraft der Sonne ist im Trend – auch beim Camping? CCC hat überprüft, ob mobile Solarpanels zu empfehlen sind. Testumfeld: Die Zeitschrift Camping Cars & Caravans stellte in einem Vergleichstest vier mobile Solarmodule gegenüber. Die Produkte erhielten keine Endnoten.

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  • Vergleichstest
    Erschienen: 06/2015

    Energie und Beleuchtung

    Testbericht über 6 Energie- und Beleuchtungs-Produkte

    Testumfeld: Im Jahr 2015 erhielten in der Kategorie „Energie und Beleuchtung“ insgesamt sechs Produkte eine „Plus X Award-Empfehlung“. Die Produkte wurden mit dem Plus X-Siegel für besondere Leistungen in den Kategorien Funktionalität, Bedienkomfort, Innovation, Design, Ökologie sowie High Quality ausgezeichnet.

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Ratgeber zu Solaranlagen

Welche Solarzellen verwenden?

Das Wichtigste auf einen Blick:

  1. moderne Solarzellenprodukte bieten ähnliche Wirkungsgrade
  2. es gibt aber verschiedene Technologien für die Zukunft
  3. Hot-Carrier-Zellen künftig besonders interessant

Galaxy Energy Indach System Solaranlagen können individuell auf die Dachfläche abgestimmt werden, da die Solarzellen und Sonnenkollektoren stets in Modulbauweise vorliegen (Bildquelle: galaxy-energy.com)

Unter Solaranlagen versteht man zwei komplett verschiedene Technologien, die auch unterschiedliche Ziele verfolgen, wenngleich es bei beiden darum geht, am Ende Geld einzusparen. Wenn die Entscheidung zur Errichtung einer Solaranlage auf dem Dach des Eigenheims gefallen ist, stellt sich nämlich die Frage, ob es sich um eine Photovoltaik-Anlage oder eine mit Solarkollektoren handeln soll. Erstere erzeugt mittels Solarzellen Strom, Letztere fungiert als eine Art Durchlauferhitzer für eine Trägerflüssigkeit, die wiederum zur Warmwasser- und Raumluftheizung verwendet wird.

Leider ist die Testlandschaft für Hausanlagen nicht sehr ausgeprägt. Die meisten Magazine beschäftigen sich zwar ausgiebig mit Solarpanelen für das Aufladen von Mobilgeräten unterwegs, nicht jedoch mit den großen Verwandten auf Hausdächern. Und das, obwohl bei den kleinen Panelen immer wieder festgestellt wird, die stark sich der Wirkungsgrad unterscheide und man genau das richtige Produkte wählen müsse. Ist das denn bei den großen Anlagen nicht so? Nur bedingt. Zum einen liegt die "Testunlust" darin begründet, dass bei jedem damit bebauten Objekt die Bedingungen unterschiedlich sind und damit verschiedene Produkte von Vorteil sein können. Ein "neutraler" Vergleichstest ist kaum möglich. Zum anderen sind die Unterschiede bei Großanlagen aber auch tatsächlich minimal, es hängt eher von der grundlegend verwendeten Technologie ab.

Haus- und Gartenmagazine beschränken sich daher eher auf generelle Ratgeber mit Empfehlungen zur Größe und rechtlichen Grundlage von Solaranlagen. Diese wollen wir hier im Folgenden einmal zusammenfassen. Da Sonnenkollektoren einen sehr komplexen Aufbau besitzen und daher deutlich mehr Probleme bei der Installation schaffen, sind Solarzellen die beliebtere Variante. Fällt die Wahl entsprechend auf die Photovoltaik-Anlage, steht vor allem eine Entscheidung an: Welche Solarzellen sollen verwendet werden?

Monokristalline Siliziumzellen bieten sehr hohe Ausbeute

In der Tat gibt es verschiedene Arten von Solarzellen, auch wenn das unkundige Auge zunächst schwerlich einen Unterschied ausmachen kann. Insbesondere die Wahl des Materials hat auf die Effizienz der Anlage einen großen Einfluss. Sehr empfehlenswert ist hierbei die Verwendung monokristallinen Siliziums. Diese Fertigungstechnik bringt langlebige Zellen mit Wirkungsgraden von im Labor bis zu 24 Prozent hervor. Im realen Einsatz liegen diese Werte zwar etwas niedriger, dennoch bieten monokristalline Siliziumzellen eine vergleichsweise hohe Energieausbeute.

Polykristalline Zellen als preiswerte Alternative

Der Nachteil dieser auch als Dickschichtzellen bezeichneten Solarmodule: Sie sind ausgesprochen teuer. Daher werden als günstigere Variante vielfach Dickschicht-Solarzellen mit polykristallinem Aufbau verbaut. Sie sind leichter herzustellen, zeigen aber auch mehr Defekte an den Kristallgrenzen, was die Energieausbeute auf 16 bis 18 Prozent drückt. Noch günstiger sind Dünnschicht-Zellen aus amorphem Silizium. Sie sind aber nicht empfehlenswert, da sie mit 5 bis 7 Prozent eine niedrige Energieausbeute bei zugleich kurzen Lebenszeiten aufweisen.

GaAs-Zellen bieten Spitzenwerte, sind aber nahezu unbezahlbar

Daneben gibt es weitere, teils noch sehr neue Technologien, die vereinzelt von kleineren Unternehmen angeboten werden. Dazu gehören CdTE-, CIS-, CIGS- und sogar organische Solarzellen. Sie alle aber sind noch nicht ausreichend im Langzeitverhalten erforscht worden und bieten im Produktionsverfahren selten weniger als 10 Prozent Ausbeute. Einzig die aus der Raumfahrt bekannten GaAs-Zellen sind eine gute Wahl: Sie besitzen Wirkungsgrade von fast 30 Prozent, sind sehr temperaturbeständig und robust gegenüber UV-Strahlung. Die Kosten freilich sind noch so hoch, dass sie sich erst nach einem viele Jahre währenden Betrieb auszahlen.

Die Zukunft

Wenn selbst diese besten Solarzellen nur 30 Prozent Wirkungsgrad zeigen, ist bei der Forschung scheinbar noch viel Luft nach oben. Und in der Tat: Wissenschaftler von Sharp haben Mitte 2014 eine sogenannte Hot-Carrier-Zelle entwickelt, die sogar bis zu 60 Prozent Wirkungsgrad besitzen soll. Die Zelle vermeidet ein klassisches Problem herkömmlicher Photozellen: Treffen Photonen auf das Halbleitermaterial, werden viele dafür "verbraucht", hochenergetische Elektronen in Bewegung zu setzen, die ihre Energie jedoch nach wenigen Pikosekunden wieder als reine Verlustwärme abgeben. Die neuen Zellen können auch diese Elektronen nutzen, um die elektrische Spannung zu erhöhen. Gleichwohl ist das noch im Prototypenstatus: Die aktuellen Testobjekte sind viel zu dünn und klein für den Einsatz auf Dächern. Doch die Zukunft könnte eine Revolution mit sich bringen...

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Weitere Ratgeber zu Solar-Anlagen

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    Erschienen: 08/2012
    Seiten: 3

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  • Ausgabe: 10/2011
    Erschienen: 09/2011
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  • CamperVans 1/2016 In puncto Handling überzeugt nicht jedes Panel restlos. Das Carbest-Modul etwa muss man beim Einpacken mehrfach falten. Das sollte stets nach dem gleichen Muster geschehen, sonst kommen die Kabel in den Knickkanten unter Spannung. Bei Carbest und Solarswiss muss der Camper vor der ersten Nutzung den Laderegler montieren, vorzugsweise nahe der Bordbatterie. Plus- und Minuskabel an die Bordbatterie ziehen und das lange Kabel an Solar-In anschließen. Kein Hexenwerk.
  • Lass die Sonne rein!
    Wanderlust Nr. 3 (Mai/Juni 2012) Die erste Frage, die sich stellt: Ist das Haus überhaupt geeignet für eine Solaranlage? "Grundsätzlich können Photovoltaik-Anlagen überall aufgebaut werden, wo genügend Licht einfällt", erklärt Muggli. Im Idealfall werden solche Module auf nach Süden orientierte Flächen mit ungefähr 30 Grad Neigung gebaut. Abweichungen in der Neigung zwischen 25 und 60 Grad verringerten zwar die Leistung, seien jedoch prinzipiell kein Problem.
  • Solaranlage: „Lohnt sich immer“
    Finanztest 9/2012 Renditerechner. Einnahmen, Ausgaben und die Rendite vor und nach Steuern ermittelt unser kostenloser Excel-Rechner Solarenergie unter www.test.de/solarrechner. Abrechnung mit dem Finanzamt Steuervergünstigungen für die Solaranlage Umsatzsteuer. Betreiber einer Solaranlage mit maximal 17 500 Euro Umsatz im Jahr zählen als Kleinunternehmer, die von der Umsatzsteuer (Mehrwertsteuer) befreit sind. Meist ist es aber vorteilhafter, wenn sie sich für die Umsatzsteuer entscheiden.
  • segeln 9/2011 Autarke Energieversorgung ohne den "schwarzen Festmacher" in der Marina und ohne endlose Diesellaufzeiten unter Segeln, nur damit die Batteriebank wieder auftanken kann, sind eine Wunschvorstellung vieler Küstensegler und insbesondere der Blauwassercruiser. Wenn ein oder zwei Solarpanels lautlos und emissionsfrei die Akkus für Motor und Verbraucher zuverlässig und vollständig laden könnten, wäre Segeln noch schöner und umweltfreundlicher.
  • Investition in die Zukunft
    Guter Rat 6/2007 Eine Ersparnis, die sich noch vervielfachen kann: Experten rechnen damit, dass sich alle zehn Jahre die Energiepreise verdoppeln UMWELTTECHNIK Regenerative Energien nutzen Photovoltaik Solaranlage mit Modulen von Kyocera Sonne Wärme aus Sonnenlicht kann Wasser erhitzen und die Heizung unterstützen. Damit lassen sich etwa 30 Prozent des Jahresverbrauchs an Öl oder Gas einsparen. Aus Licht kann aber auch Strom hergestellt werden.
  • Es werde Licht... per iPad
    CONNECTED HOME 1/2013 (November/Dezember) Das geht über Username/Passwort oder über einen individuellen Schlüssel (Token). Eine Liste der berechtigten Smartphones bleibt dann auf dem Web-Interface gespeichert. Wie bei jeder gescheiten Automations-Software lassen sich darin auch die Koordinaten eingeben. Sie errechnet daraus die Zeiten für den Sonnenauf- und -untergang. Je nach Programmierung kann der Kunde so seine Außenbeleuchtung für den Winter einstellen.
  • Sommer im Smart Home
    CONNECTED HOME Nr. 3 (Juli/August 2012) Damit hat der Betreiber jederzeit den aktuellen Status seiner Solaranlage im Blick. Die technischen Voraussetzungen dafür sind ein Suntrol Datenlogger und das Anlegen eines Accounts auf dem Suntrol Internetportal (www.suntrol-portal.com). Damit dem wissbegierigen Solarnutzer unterwegs nicht der Saft ausgeht, hat SolarWorld den SunCharger entwickelt. Das Solar-Ladegerät lädt Handys und Smartphones mit Sonnenstrom auf.

Solaranlagen

Mit Solarmodulen kann eigener Strom erzeugt werden. Weit verbreitet sind Dickschicht-Siliziumzellen. Dünnschicht-Solarzellen sind günstiger und leichter erhältlich, aber weniger effektiv und kurzlebiger. Die teuren GaAs-Halbleiter-Solarzellen besitzen den höchsten Wirkungsgrad. Mit Sonnenkollektoren wiederum können die hauseigene Warmwasserbereitung oder auch die Heizung unterstützt werden. Solarmodule sind neben Sonnenkollektoren die wichtigste Möglichkeit, die regenerative Energie der Sonne für die Kostensenkung im eigenen Haus auszunutzen. Als photovoltaische Zellen wandeln sie die aufgenommene Sonnenenergie direkt in elektrischen Strom um, der in der je nach Wunsch ins öffentliche Stromnetz oder ins hauseigene Stromnetz eingespeist wird. Aktuell lohnt es sich aber noch mehr, den Strom ins öffentliche Netz zu leiten, da auf den meisten Einfamilienhäusern nicht genügend Platz ist, um ausreichend Solarzellen für eine vollständige Eigenversorgung anzubringen. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hat Stromanbieter dazu verpflichtet, diese Einspeisung nach festen Sätzen zu vergüten - und das ab Errichtung der Anlage über 20 Jahre hinweg! Dabei liegen diese Sätze noch erheblich über dem, was der Einspeisende selbst für Strom bezahlt. Allerdings geht die Förderung schrittweise zurück - für ab 2013 errichtete Anlagen könnte wieder mehr der Aspekt der Eigenversorgung interessant werden. Die Effektivität und Lebensdauer der Solarzellen hängt im Wesentlichen von ihrem Material ab. Die gängigen polykristallinen Dickschicht-Siliziumzellen besitzen Wirkungsgrade bis etwa 16 Prozent. Monokristalline Siliziumzellen sind teurer, erhöhen den Wirkungsgrad aber auf über 20 Prozent. Die Lebensdauer liegt bei bis zu 30 Jahren. Häufig werden aber auch Dünnschicht-Zellen aus amorphem Silizium gewählt, die schneller lieferbar und günstiger sind. Sie liefern jedoch nur bis etwa 10 Prozent Effizienz. Auch liegt ihre Lebensdauer mit bis zu 20 Jahren niedriger. Bei wem Anschaffungskosten keine Rolle spielen, der greift stattdessen zu GaAs-Halbleiter-Solarzellen, die unter anderem auch in der Raumfahrt Anwendung finden. Sie besitzen mit 30 Prozent den höchsten Wirkungsgrad, sind robust gegenüber UV-Strahlung und damit sehr langlebig und besitzen den geringsten Leistungsabfall bei Erwärmung. Ganz anders als Solarmodule arbeiten dagegen Sonnenkollektoren. Bei ihnen wird Wasser oder ein anderes Trägermedium durch Röhren geleitet, die sich unter der Sonneneinstrahlung erhitzen. Auf diese Weise kann zum Beispiel die Warmwasserbereitung oder Heizung des Hauses unterstützt werden. Einige Sonnenkollektoren setzen auch schlicht auf Luft als Trägermedium, da diese direkt zur Erwärmung der Wohnung verwendet werden kann. Allerdings ist hier der Wärmegewinn insgesamt niedriger. Achtung: Je nach Schrägstellung des Hausdaches können entweder Solaranlagen oder Sonnenkollektoren vorteilhafter, da effektiver sein!