Basiswissen Elektrotechnik für PV-Einsteiger: Volt, Ampere, Watt und die Rolle von DC/AC einfach erklärt

Ein eigenes kleines Sonnenkraftwerk auf dem Dach oder Balkon – eine tolle Vorstellung! Immer mehr Menschen in Deutschland erzeugen mit der Kraft der Sonne ihren eigenen Strom. Doch wie funktioniert das genau? Begriffe wie Volt, Ampere oder Watt klingen zunächst kompliziert, sind es aber nicht. Wir erklären Ihnen die wichtigsten Grundlagen der Elektrotechnik für Ihre Photovoltaikanlage (PV-Anlage) – einfach und verständlich. So können Sie besser nachvollziehen, was Ihre Anlage leistet und wie sie funktioniert.

Strom verstehen: Ein einfacher Vergleich hilft

Stellen Sie sich vor, Strom wäre wie Wasser, das durch einen Gartenschlauch fließt – und die Kabel Ihrer PV-Anlage sind dieser Schlauch. Mit diesem Bild im Kopf werden die folgenden Begriffe viel klarer.

Spannung (Volt): Der „Wasserdruck“ Ihrer PV-Anlage

Die Spannung wird in Volt (V) gemessen. Sie ist vergleichbar mit dem Wasserdruck im Gartenschlauch.

• Viel Druck (hohe Spannung): Das Wasser spritzt kraftvoll und weit aus dem Schlauch.
• Wenig Druck (niedrige Spannung): Das Wasser tröpfelt nur noch heraus.

Denn ohne Druck bewegt sich kein Wasser, und ohne Spannung fließt kein Strom. Ihre Solarmodule erzeugen eine bestimmte Spannung, damit der Strom überhaupt erst durch die Kabel „gedrückt“ werden kann.

Stromstärke (Ampere): Die „Wassermenge“ aus Ihren Solarmodulen

Die Stromstärke wird in Ampere (A) gemessen. Sie entspricht der Menge an Wasser, die pro Sekunde durch den Schlauch fließt.

• Dicker Schlauch (hohe Stromstärke): Viel Wasser kann gleichzeitig hindurchströmen.
• Dünner Schlauch (niedrige Stromstärke): Nur wenig Wasser passt auf einmal durch.

Die Stromstärke gibt also an, wie viel Strom Ihre Solarmodule in einem bestimmten Moment erzeugen. An einem sonnigen Tag ist die Stromstärke höher, bei bewölktem Himmel niedriger.

Leistung (Watt): Die „Arbeitskraft“ Ihres Sonnenstroms

Die Leistung wird in Watt (W) gemessen. Sie beschreibt, wie viel Arbeit der Strom verrichten kann – so wie das Wasser im Schlauch beispielsweise ein kleines Wasserrad antreiben könnte. Die Leistung ergibt sich aus Spannung und Stromstärke.

Die einfache Formel lautet: Leistung (Watt) = Spannung (Volt) × Stromstärke (Ampere)

Im Kontext Ihrer PV-Anlage sind zwei Begriffe wichtig, die sich von Watt ableiten:

• Kilowatt-Peak (kWp): Das ist die Spitzenleistung Ihrer Solaranlage unter idealen Testbedingungen. Sie gibt an, welche maximale Leistung Ihre Anlage erzeugen kann. Ein Kilowatt (kW) sind 1.000 Watt.
• Kilowattstunde (kWh): Das ist die Energiemenge. Sie beschreibt, wie viel Arbeit der Strom über eine bestimmte Zeit geleistet hat. Ihre Stromrechnung wird in kWh ausgewiesen – genau wie der Verbrauch Ihrer Haushaltsgeräte. Liefert Ihre PV-Anlage beispielsweise eine Stunde lang eine Leistung von einem Kilowatt, hat sie genau eine Kilowattstunde Strom erzeugt.

Gleichstrom (DC): Die Einbahnstraße für Sonnenenergie

Gleichstrom (DC für Direct Current) bedeutet, dass der Strom immer nur in eine Richtung fließt – wie Autos in einer Einbahnstraße.

In Ihrer PV-Anlage ist das wichtig zu wissen:

• Solarmodule erzeugen Gleichstrom. Das ist die ursprüngliche Form des Stroms, der durch Sonneneinstrahlung in den Solarzellen entsteht.
• Batteriespeicher (Solarspeicher) werden ebenfalls mit Gleichstrom geladen und speichern diesen.

Wechselstrom (AC): Der Strom für Ihr Zuhause und das Netz

Wechselstrom (AC für Alternating Current) ist Strom, der ständig seine Richtung ändert, vergleichbar mit einem Pendel, das hin- und herschwingt. In Deutschland wechselt der Strom 50 Mal pro Sekunde seine Richtung (50 Hertz).

Das ist die Stromart, die Sie im Alltag nutzen:

• Ihre Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Waschmaschine oder Fernseher benötigen Wechselstrom.
• Das öffentliche Stromnetz arbeitet mit Wechselstrom. Wenn Sie überschüssigen Solarstrom einspeisen, muss es also Wechselstrom sein.

Der Wechselrichter: Der unverzichtbare Übersetzer

Da Ihre Solarmodule Gleichstrom (DC) produzieren, Ihre Haushaltsgeräte und das Stromnetz aber Wechselstrom (AC) benötigen, braucht es einen „Übersetzer“: den Wechselrichter.

Er wandelt den von den Solarmodulen kommenden Gleichstrom in den passenden Wechselstrom für Ihr Haus und das Netz um. Man könnte ihn auch als das Herzstück Ihrer PV-Anlage bezeichnen, denn ohne ihn wäre der erzeugte Solarstrom im Haushalt nicht direkt nutzbar.

Der Weg des Sonnenstroms: Vom Dach in die Steckdose

Stellen Sie sich den Weg Ihres Solarstroms so vor:

1. Die Sonne scheint auf Ihre Solarmodule.
2. In den Modulen wird Gleichstrom (DC) erzeugt. Spannung (Volt) und Stromstärke (Ampere) bestimmen die momentane Leistung (Watt).
3. Der Gleichstrom fließt über Kabel zum Wechselrichter.
4. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) um.
5. Dieser Wechselstrom kann nun verschiedene Wege gehen:
   • Direktverbrauch im Haus: Er versorgt Ihre laufenden Elektrogeräte.
   • Batteriespeicher: Überschüssiger Strom kann in einem Solarspeicher für eine spätere Nutzung gesichert werden. Der Speicher arbeitet mit Gleichstrom; für den Verbrauch wird dieser bei Bedarf wieder in Wechselstrom umgewandelt.
   • Einspeisung ins öffentliche Netz: Produzieren Sie mehr Strom, als Sie verbrauchen oder speichern, wird der Wechselstrom ins öffentliche Netz eingespeist und vergütet.

Warum dieses Wissen für Sie als PV-Einsteiger nützlich ist

Auch wenn Sie kein Elektro-Experte werden müssen, hilft Ihnen dieses Grundwissen:

• Sie verstehen besser, was Ihr Installateur über die Komponenten und die Leistung Ihrer Anlage erzählt.
• Sie können Ihre Stromrechnung und die Ertragsdaten Ihrer PV-Anlage besser nachvollziehen.
• Sie bekommen ein gutes Gefühl dafür, wie Ihr eigener, sauberer Strom entsteht und wie Sie damit unabhängiger werden.
• Sie können weiterführende Informationen, etwa über die Funktion eines Wechselrichters oder die Komponenten einer PV-Anlage, leichter einordnen.

Kleines PV-Strom-Glossar

Hier noch einmal die wichtigsten Begriffe kurz zusammengefasst:

• Volt (V): Maßeinheit für die elektrische Spannung (den „Druck“ des Stroms).
• Ampere (A): Maßeinheit für die elektrische Stromstärke (die „Menge“ des Stroms).
• Watt (W): Maßeinheit für die elektrische Leistung (die „Arbeitskraft“ des Stroms).
• Gleichstrom (DC): Strom, der immer in dieselbe Richtung fließt (z. B. von Solarmodulen).
• Wechselstrom (AC): Strom, der periodisch seine Richtung ändert (z. B. aus der Steckdose).

Für detailliertere Erklärungen und weitere Begriffe rund um Photovoltaik empfehlen wir Ihnen unser ausführliches PV-Glossar.

Nächste Schritte auf Ihrem Weg zum Solar-Versteher

Mit diesem Basiswissen sind Sie schon einen großen Schritt weiter! Wenn Sie tiefer einsteigen möchten, erfahren Sie in unseren weiterführenden Artikeln mehr darüber, wie ein Wechselrichter genau funktioniert oder welche Komponenten zu einer kompletten Photovoltaikanlage gehören. Viel Spaß beim Entdecken der Sonnenenergie.