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  • Sonnenenergie: natürlich Strom und Wärme erzeugen

    Die Sonne gilt als unerschöpfliche Energiequelle – vermutlich wird sie weitaus länger Energie abgeben, als die Menschheit existieren wird. Noch dazu ist Sonnenstrahlung kostenlos, fast überall verfügbar und dank moderner Solaranlagen immer einfacher umzuwandeln. Es gibt also viele gute Gründe, Sonnenenergie zu nutzen, um euren Strom- und Wärmebedarf zu decken. Hier erfahrt ihr alles Wichtige über Sonnenenergie und ihre Vor- und Nachteile.


    Paar mir Kind beim SonnenuntergangPaar mir Kind beim Sonnenuntergang
    solar

    Was ist Sonnenenergie?

    Die Sonne besteht zum allergrößten Teil aus Wasserstoff und Helium. Im Inneren der Sonne laufen fortwährend Kernfusionsprozesse ab. Diese sind dafür verantwortlich, dass die Sonne elektromagnetische Strahlung abgibt. Das ist die bekannte Sonnenstrahlung, in der die Sonnenenergie steckt. In den letzten Jahrzehnten haben die Menschen immer innovativere Technologien entwickelt, um diese Sonnenenergie zu nutzen.

    Weil die Sonnenenergie ‑ gemessen an menschlichen Standards ‑ nahezu unerschöpflich ist, überrascht es nicht, dass die Sonne als Energiequelle jetzt schon den zweiten Platz einnimmt, wenn es um erneuerbare Energien geht: Im Jahr 2023 wurden in Deutschland 12,2 % des Bruttostrombedarfs¹ mit Sonnenenergie gedeckt, außerdem 2022 etwa 5 % des Wärmebedarfs². Letzteres führte übrigens dazu, dass rund 2,6 Millionen Tonnen Treibhausgas³ eingespart werden konnten. Sonnenenergie wird hauptsächlich auf zwei Arten genutzt: Mithilfe von Photovoltaikanlagen wird aus Sonnenenergie Strom gewonnen, und Solarthermieanlagen wandeln Sonnenenergie in Wärme um. Vom Fernseher bis zur Heizung lassen sich also im Haus alle Geräte mit Sonnenenergie betreiben. Noch dazu ist die erneuerbare Energie aus der Sonne schadstoff- und emissionsfrei – zurecht also ein heißes Thema.

    Sonnenenergie einfach erklärt: Strom aus Sonnenlicht

    In Deutschland wird Solarenergie zum größten Teil zur Stromgewinnung genutzt. Das ist mithilfe von Photovoltaikanlagen möglich: Diese beinhalten zahlreiche Solarzellen, die so aufgebaut sind, dass sie den photoelektrischen Effekt nutzen können. Das Ganze funktioniert so: Im Inneren der Solarzelle befindet sich ein Halbleiter. Der heißt so, weil seine elektrische Leitfähigkeit zwischen der von Leitern und Nichtleitern liegt. Die Besonderheit: Ein Halbleiter leitet umso besser, je heißer er wird. Was hat das nun mit der Sonnenenergie zu tun? Sobald Sonnenlicht auf die sogenannte Grenzschicht in der Solarzelle trifft, kommt es im inneren des Halbleiters zu Elektronenbewegungen. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht ein elektrisches Feld, aus dem sich Strom gewinnen lässt. Mehr über die Funktionsweise einer Solarzelle

    Merken könnt ihr euch in jedem Fall: Der photoelektrische Effekt funktioniert, wenn die Solarzelle einmal hergestellt ist, von alleine und fortlaufend, solange Sonnenlicht auf die Grenzschicht fällt. Das Ergebnis: kostenloser Sonnenstrom! 

    Natürlich gehört Sonnenenergie auch bei LichtBlick zum Strommix. Achtung: „Strommix“ bedeutet im Fall von LichtBlick tatsächlich 100 % ÖkoStrom – ganz ohne Kohle- oder gar Atomstrom. Außerdem fördert LichtBlick den Ausbau erneuerbarer Energien. Das bedeutet auch: Wenn ihr LichtBlickende werdet, unterstützt ihr diesen Ausbau und tragt so auch dazu bei, dass der Strommix in Deutschland und in der EU insgesamt grüner wird. Wollt ihr mehr darüber wissen, was es mit echtem ÖkoStrom auf sich hat? 

    Wärme aus Sonnenenergie: So funktioniert Solarthermie

    Wie kann man Sonnenenergie noch nutzen? Klar: als Wärme! Ihr kennt das bestimmt vom Gartenschlauch, der lange in der Sonne gelegen hat: Nach einer Weile ist das Wasser darin einfach warm.

    SolarthermieSolarthermie

    So ähnlich funktioniert die Nutzung der Sonnenenergie zur Erzeugung von Wärme. Große Solarkollektoren, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, heizen sich in der Sonne auf und die Flüssigkeit im Inneren erwärmt sich. Die warme Flüssigkeit wird durch einen Wärmetauscher geleitet, durch den die Wärme entzogen wird. Die nun abgekühlte Flüssigkeit gelangt wieder zurück in die Kollektoren, um erneut die Energie der Sonne aufzunehmen.  

    Und was passiert mit der entnommenen Wärme? Diese könnt ihr zum Beispiel für eure Heizung oder für die Warmwasserbereitung nutzen. Ein Wärmespeicher kann die Wärme auch „zwischenlagern“, sodass ihr die Energie der Sonne sogar nachts nutzen könnt, um zu heizen. Besitzt ihr allerdings ein Eigenheim und wollt zwischen Sonnenstrom und Wärme aus Sonnenenergie wählen, ist Photovoltaik für euch wahrscheinlich die bessere Wahl. Der Vorteil von Photovoltaik ist, dass sich Strom aus Sonnenenergie flexibler nutzen lässt – schließlich könnt ihr damit nicht nur eure Haushaltsgeräte betreiben, sondern auch direkt mit grünem Strom heizen. 

    Die Vorteile von Photovoltaik im Überblick

    Günstig, CO₂-frei und mit nahezu grenzenlos verfügbarem „Brennstoff“ – das sind die vielen Vorteile einer Solaranlage: 

    1. Überall verfügbar: Die Sonne scheint überall, selbst bei bewölktem Himmel dringt ein Teil der Sonnenstrahlung durch. Zwar gibt es übers Jahr gerechnet regionale Unterschiede in der Anzahl der Sonnentage und -stunden (im Süden scheint die Sonne länger und intensiver als im Norden), trotzdem lohnt es sich in jeder Ecke Deutschlands, mit einer PV-Anlage Sonnenenergie zur Stromerzeugung zu nutzen. 

    2. Kaum CO₂-Emissionen: Zu den Vorteilen von Photovoltaik gehört, dass nur bei der Produktion der Solarpanels CO₂ freigesetzt wird. Im Betrieb stoßen Solaranlagen dann kein schädliches Kohlendioxid mehr aus.

    3. Lange Lebensdauer von PV-Anlagen bedeutet eine lange Nutzung der Sonnenenergie:  

      a. Photovoltaikanlagen sind 20 Jahre und länger funktionsfähig. Damit könnt ihr also sehr lange euren eigenen grünen Strom produzieren und nutzen. 

      b. PV-Anlagen sind zuverlässig und wartungsarm, denn nur alle 1–2 Jahre ist eine Wartung fällig. 

      c. Die Investition in eine PV-Anlage zahlt sich auch finanziell langfristig aus. Sobald sich die Anlage amortisiert hat, bringt sie sogar Gewinn, weil überschüssiger Strom ins Netz eingespeist und vergütet werden kann. Mehr zu Solaranlagen Kosten

    4. Unabhängigkeit vom Strommarkt: Die Kosten für Strom aus dem öffentlichen Netz sind abhängig von den Preisschwankungen an der Strombörse. Je mehr selbst produzierten Strom ihr nutzt, desto weniger seid ihr auf den Netzstrom angewiesen. So reduziert ihr böse Überraschungen in der jährlichen Stromrechnung auf ein Minimum, wenn die Strompreise zeitweilig steigen.  

    5. Leise Energie: Solarenergie wird oft als „leise Energie“ bezeichnet, weil sie bei der Stromerzeugung nahezu geräuschlos arbeitet – im Gegensatz zur Produktion von Strom aus fossilen Energiequellen, die Lärm und Emissionen erzeugt. 

    6. Schnelle Amortisation der PV-Anlage: Mit einer PV-Anlage reduziert ihr von der ersten Minute an die Menge Strom, die ihr aus dem Netz beziehen müsst. Wenn ihr nun noch den überschüssigen Solarstrom, den ihr nicht für euren Haushalt benötigt, ins Netz einspeist, erhaltet ihr dafür eine Einspeisevergütung. Durch das Einsparen von Netzstromkosten, mögliche Förderungen und ggf. den finanziellen Ertrag aus der Einspeisevergütung amortisiert sich die PV-Anlage innerhalb einiger Jahre. Eine Beispielrechnung könnt ihr im Ratgeber über die Kosten einer Solaranlage nachvollziehen. 

    7. Integration in bestehende Systeme: Heizt ihr euer Eigenheim mit einer Wärmepumpe, profitiert ihr besonders von der Sonnenenergie, denn am ökologischsten lässt sich die Wärmepumpe mit Photovoltaik betreiben.  

    8. Sonnenenergie im Stromspeicher vorhalten: Generell ist es sinnvoll, bei der Installation einer PV-Anlage auch gleich einen Stromspeicher zu integrieren. Wenn die Sonne scheint, lädt er sich auf und ihr könnt den Strom dann nutzen, wenn es dunkel oder das Wetter mal schlecht ist. Durch einen Stromspeicher für Photovoltaikanlagen spart ihr also noch mehr Geld, denn ihr müsst noch weniger Strom aus dem Netz beziehen. 

    9. Die beste Ausrichtung nutzen: Wichtig ist, die PV-Anlage optimal auszurichten, damit sie die größtmögliche Strommenge produzieren kann. Eine Südausrichtung ist ideal, weil sie die Sonneneinstrahlung am effektivsten einfangen kann. Bei einer Ost-West-Ausrichtung wird die Energie der Morgen- und die Abendsonne in Strom verwandelt, was ebenfalls zu hohen Stromerträgen führt. 

    10. Zukunftstrends: Die Nutzung von Sonnenenergie wird durch technologische Fortschritte immer attraktiver. Beispielsweise hat sich die Effizienz von Solarzellen in den letzten Jahren deutlich verbessert. Moderne Photovoltaikmodule können einen größeren Anteil des einfallenden Sonnenlichts in elektrische Energie umwandeln, was zu einer höheren Stromausbeute führt. Außerdem sinken die Produktionskosten für Solarmodule immer mehr. Gründe dafür sind fortschrittlichere Produktionsweisen und niedrigere Herstellungskosten durch Massenproduktion. Auch Stromspeicher werden immer leistungsfähiger und kostengünstiger. Und nicht zuletzt lässt sich der selbst erzeugte Strom mittels intelligenter Steuerungssysteme noch zielgerichteter verteilen. 

    Fazit: Die Vor- und Nachteile von Photovoltaik gleichen sich aus

    Dem großen Vorteil der Energiegewinnung ohne CO₂-Emissionen stehen im Grunde nur zwei Argumente entgegen: Die Sonne scheint nicht 24 Stunden am Tag und die Investitionskosten für eine PV-Anlage sind hoch. Um auch nachts und an dunklen Tagen von der selbst produzierten Sonnenenergie zu profitieren, benötigt ihr jedoch lediglich einen Stromspeicher, der den Strom vorhält, bis ihr ihn braucht. Der finanzielle Nachteil hoher Anschaffungskosten hebt sich spätestens nach der Amortisationszeit auf, wenn ihr euren Solarstrom quasi umsonst nutzt. Doch in der Zwischenzeit könnt ihr mit einer PV-Anlage bereits kräftig Geld sparen. Denn ihr werdet unabhängiger vom Netzstrom und den schwankenden Preisen am Strommarkt. Photovoltaik trägt insgesamt wesentlich zur nachhaltigen Energieversorgung bei und ermöglicht euch als Hausbesitzer*innen, aktiv an der Energiewende teilzunehmen und gleichzeitig von finanziellen Vorteilen zu profitieren.

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    So stark wird Sonnenenergie in Deutschland genutzt

    Auf jedem Dach eine Solaranlage – was wäre das für ein Fortschritt für die Energiewende! LichtBlick hat in einem neuen SolarCheck überprüft, wie es um die Hausdächer in 14 verschiedenen Metropolen Deutschlands steht. Das Ergebnis: Das Solar-Potenzial wird hierzulande immer mehr genutzt und einige Großstädte übertreffen sogar alle Erwartungen. Das gibt Grund zur Hoffnung – auch wenn es noch einiger Anstrengungen bedarf, bis die Klimaziele für erneuerbare Energien erreicht sind. Viele Städte schöpfen ihr Solar-Potenzial nicht aus. Deshalb wird es auch Zeit für eine bundeseinheitliche Solardachpflicht. Neugierig auf die gesamte Untersuchung? Dann werft einen Blick auf den SolarCheck.

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    So holt ihr euch in 3 Schritten Sonnenenergie aufs Dach:

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