Wie funktioniert Photovoltaik? Einfach erklärt

• Der photovoltaische Effekt erzeugt Strom, sobald Licht auf eine Solarzelle trifft – ganz ohne Bewegung, Brennstoff oder Lärm.
• Eine Anlage besteht im Kern aus Solarmodulen, Wechselrichter, Montagesystem und Zähler; Speicher und Energiemanagement kommen bei Bedarf dazu.
• Die Module liefern Gleichstrom, der Wechselrichter macht daraus haushaltsüblichen Wechselstrom mit 230 Volt.
• Wirtschaftlich zählt vor allem der selbst verbrauchte Strom; der Überschuss geht ans Netz und wird vergütet.
• Als Richtwert für die Region Zürich liefert eine gut ausgerichtete Anlage rund 950 bis 1’100 kWh pro kWp und Jahr – je nach Ausrichtung und Verschattung (Stand: Juli 2026).

Wie entsteht aus Sonnenlicht Strom?

Der Kern ist ein physikalischer Effekt, der ohne einen einzigen beweglichen Teil auskommt: der photovoltaische Effekt. Trifft Sonnenlicht auf eine Solarzelle, entsteht darin eine elektrische Spannung – und sobald ein Verbraucher angeschlossen ist, fliesst Strom.

Eine Solarzelle besteht meist aus Silizium, einem sogenannten Halbleiter. Bei der Herstellung wird das Silizium in zwei hauchdünne Schichten mit leicht unterschiedlichen Eigenschaften aufgeteilt. An ihrer Grenze bildet sich ein inneres elektrisches Feld. Die Lichtteilchen der Sonne, die Photonen, tragen Energie. Treffen sie auf die Zelle, schlagen sie Elektronen aus ihren Bindungen frei. Das innere Feld sorgt dafür, dass diese Elektronen in eine bestimmte Richtung wandern, statt einfach zu verpuffen. Verbindet man Vorder- und Rückseite der Zelle über einen Leiter, entsteht ein gerichteter Elektronenfluss – elektrischer Strom.

Wichtig für das Verständnis: Es wird nichts verbrannt und nichts bewegt. Eine Solarzelle hat keinen Motor, keine Turbine, keinen Kolben. Sie funktioniert, solange Licht auf sie fällt, und ist deshalb ausgesprochen langlebig und wartungsarm. Der Effekt selbst ist keine neue Erfindung; entdeckt wurde er bereits im 19. Jahrhundert. Neu ist, wie günstig und wie effizient sich die Technik in den letzten Jahren entwickelt hat.

Eine einzelne Zelle liefert nur eine kleine Spannung. Erst viele Zellen, in Reihe verschaltet und wetterfest hinter Glas verpackt, ergeben ein Solarmodul, wie Sie es vom Dach kennen. Mehrere Module zusammen bilden die Anlage.

Aus welchen Teilen besteht eine Photovoltaikanlage?

Eine Anlage ist überschaubarer, als viele denken. Vier Bauteile bilden das Grundgerüst, dazu kommen je nach Wunsch ein Speicher und eine Steuerung.

Die Module sind das sichtbare Herzstück. Welche Zelltechnik heute Standard ist und worin sich die Typen unterscheiden, behandelt der Beitrag Monokristallin oder polykristallin?; den vollständigen Überblick über alle Bauteile finden Sie unter Aufbau einer Solaranlage.

Das Montagesystem wird oft unterschätzt. Es muss die Module über Jahrzehnte sicher halten, darf das Dach nicht undicht machen und muss zur Dachart passen – ein Ziegeldach wird anders befestigt als ein Flach- oder Blechdach. Genau hier trennt sich in der Praxis seriöse Arbeit von schneller. Auf älteren Eternitdächern etwa klären wir zuerst die Asbestfrage, bevor überhaupt eine Schiene gesetzt wird.

Welche Modultypen gibt es – und was ist heute Standard?

Die allermeisten Module auf Schweizer Dächern bestehen aus kristallinem Silizium. Innerhalb dieser Familie hat sich die monokristalline Bauart durchgesetzt, erkennbar an der gleichmässig dunklen, oft schwarzen Optik.

Grob unterscheidet man zwei kristalline Typen. Monokristalline Zellen bestehen aus einem einheitlichen Kristall, arbeiten etwas effizienter und bestimmen heute den Markt. Polykristalline Zellen mit ihrer bläulich schimmernden Struktur waren früher verbreitet, spielen bei Neuanlagen aber kaum noch eine Rolle. Daneben gibt es Dünnschichtmodule, die auf Wohnhäusern jedoch selten vorkommen.

Für die Praxis heisst das: Der Modultyp ist selten die entscheidende Frage. Wichtiger sind Qualität, Garantiebedingungen und die Abstimmung auf Dach und Wechselrichter. Ein modernes Modul bringt heute rund 400 bis 450 Watt und misst knapp zwei Quadratmeter; sein Wirkungsgrad, also der Anteil des Sonnenlichts, der in Strom umgewandelt wird, liegt im Bereich von etwa 20 bis 22 Prozent – über die Jahre mit steigender Tendenz. Die Unterschiede der Zelltypen vertieft der Beitrag Monokristallin oder polykristallin?, die Einordnung des Wirkungsgrads der Beitrag Wirkungsgrad von Solarmodulen.

Warum liefert die Anlage Gleichstrom – und wozu der Wechselrichter?

Solarzellen erzeugen physikalisch bedingt immer Gleichstrom (DC): Strom, der konstant in eine Richtung fliesst. Ihr Hausnetz und das öffentliche Netz arbeiten aber mit Wechselstrom (AC) – in der Schweiz mit 230 Volt und 50 Hertz. Damit der Solarstrom im Haushalt nutzbar ist, muss er umgewandelt werden. Das ist die Hauptaufgabe des Wechselrichters.

Der Wechselrichter kann aber mehr als nur umwandeln. Er sorgt dafür, dass die Module immer im optimalen Arbeitspunkt laufen, holt also bei jedem Lichtverhältnis das Maximum heraus. Er überwacht die Anlage und meldet Störungen. Und er übernimmt eine Sicherheitsfunktion: Fällt das öffentliche Netz aus, trennt er die Anlage automatisch ab, damit kein Strom in ein vermeintlich totes Netz fliesst und niemand gefährdet wird. Warum das gleichzeitig bedeutet, dass eine Standardanlage bei einem Stromausfall nicht weiterläuft, klären wir weiter unten.

Der Wechselrichter ist das Bauteil, das im Anlagenleben am ehesten einmal ersetzt wird – die Module halten in aller Regel länger. Wie er im Detail arbeitet und worauf es bei der Auswahl ankommt, lesen Sie unter Der Wechselrichter erklärt.

Was passiert mit dem Strom, den Sie nicht sofort verbrauchen?

Der produzierte Strom nimmt einen klaren Weg, und dieser Weg entscheidet über die Wirtschaftlichkeit der ganzen Anlage. Zuerst deckt der Solarstrom den aktuellen Verbrauch im Haus: Kühlschrank, Herd, Waschmaschine, Homeoffice, eine Wärmepumpe oder das ladende E-Auto. Erst was darüber hinausgeht, verlässt das Haus.

Dieser Überschuss fliesst über den Zähler ins öffentliche Netz. Der Netzbetreiber, also Ihr lokales Elektrizitätswerk, vergütet ihn mit dem Rückliefertarif. Umgekehrt gilt: Wenn die Anlage nachts oder an trüben Wintertagen zu wenig liefert, beziehen Sie ganz normal Strom aus dem Netz. Der Zweirichtungszähler hält beide Richtungen getrennt fest.

Der wirtschaftliche Punkt dahinter ist entscheidend, und er wird oft falsch verstanden. Selbst verbrauchter Strom ist mehr wert als eingespeister. Denn eine selbst genutzte Kilowattstunde ersetzt teuren Netzstrom, während die eingespeiste Kilowattstunde nur den – meist tieferen – Rückliefertarif einbringt. Deshalb lohnt es sich, möglichst viel des eigenen Stroms auch selbst zu nutzen. Die Rückliefertarife der Werke in unserer Region vergleicht die Übersicht der Rückliefertarife; welche Hebel den Eigenverbrauch erhöhen, zeigt der Beitrag Eigenverbrauch optimieren.

Wie gross der selbst genutzte Anteil ist, beschreibt die Eigenverbrauchsquote. In einem typischen Einfamilienhaus ohne Speicher liegt sie als Richtwert bei rund einem Viertel bis einem Drittel der Jahresproduktion – der Rest wird eingespeist. Mit einem Speicher und steuerbaren Verbrauchern wie Wärmepumpe oder Ladestation lässt sich dieser Anteil oft auf die Hälfte oder mehr anheben. Feste Zahlen gibt es auch hier nicht: Der Wert hängt stark davon ab, wann im Tagesverlauf der Strom gebraucht wird.

Hier kommt der Batteriespeicher ins Spiel. Er nimmt den Mittagsüberschuss auf und gibt ihn abends ab, wenn die Sonne weg ist und der Verbrauch steigt. Damit lässt sich der Anteil des selbst genutzten Stroms deutlich anheben. Ob sich das im Einzelfall rechnet, ist eine eigene Frage – die Einordnung dazu liefert der Beitrag Stromspeicher in der Schweiz.

Wie viel Strom produziert eine Solaranlage in der Schweiz?

Als Richtwert für das Mittelland und die Region Zürich liefert eine gut geplante Anlage rund 950 bis 1’100 Kilowattstunden pro installiertem Kilowatt Leistung und Jahr. Eine 10-kWp-Anlage produziert also grob 9’500 bis 11’000 kWh jährlich. Das ist eine Grössenordnung, kein Versprechen: Der tatsächliche Ertrag hängt von Ausrichtung, Dachneigung, Verschattung und Wetter ab.

Richtwerte, Stand: Juli 2026. Massgebend ist die individuelle Standortbeurteilung; verbindliche Werte liefert eine Ertragsberechnung für Ihr Dach.

Zwei Dinge überraschen Hauseigentümer regelmässig. Erstens ist ein Ost-West-Dach oft besser als sein Ruf: Es liefert zwar in der Summe etwas weniger als ein ideales Süddach, verteilt den Strom aber flacher über den Tag – morgens und abends, also dann, wenn im Haushalt tatsächlich verbraucht wird. Für den Eigenverbrauch ist das ein Vorteil. Zweitens wiegt Verschattung schwerer als die Himmelsrichtung. Ein einzelner Kamin oder ein Baum kann bei ungünstiger Lage spürbar Ertrag kosten.

Ein Beispiel macht die Grössenordnung greifbar: Auf einem Einfamilienhaus mit rund 50 Quadratmetern gut nutzbarer Dachfläche lässt sich häufig eine Anlage von etwa 8 bis 10 kWp unterbringen. Als Richtwert entspricht das grob 8’000 bis 11’000 kWh Jahresproduktion – rechnerisch mehr, als viele Haushalte im Jahr verbrauchen. Der Haken liegt in der Verteilung: Der Strom entsteht übers Jahr und über den Tag ungleichmässig, nicht immer dann, wenn er gebraucht wird. Wie viel davon tatsächlich im Haus bleibt, entscheidet das Verbrauchsprofil – und genau hier setzen Speicher, Wärmepumpe und E-Auto an.

Wie viel Fläche Sie brauchen, lässt sich grob abschätzen: Pro Kilowatt Leistung rechnet man aktuell mit ungefähr 5 bis 7 Quadratmetern Dachfläche, je nach Modulleistung. Eine erste, kostenlose Einschätzung für praktisch jedes Gebäude in der Schweiz bietet das amtliche Portal sonnendach.ch – wie Sie die Angaben richtig lesen, erklärt der Beitrag sonnendach.ch richtig nutzen. Was am Ende an Investition und Ertrag zusammenkommt, ordnet der Beitrag Was kostet eine Solaranlage? ein.

Funktioniert Photovoltaik auch bei Bewölkung, im Winter und bei Schnee?

Ja – aber mit deutlich unterschiedlichem Ertrag. Solarmodule nutzen nicht nur direktes Sonnenlicht, sondern auch das diffuse Licht eines bewölkten Himmels. An einem trüben Tag sinkt die Leistung allerdings stark, je nach Bewölkung auf einen Bruchteil des Maximums. Strom liefert die Anlage trotzdem, nur eben weniger.

Über das Jahr betrachtet fällt der grössere Teil des Ertrags in das Sommerhalbjahr. Die Sonne steht höher, die Tage sind länger. Im Winter ist es umgekehrt: tiefer Sonnenstand, kurze Tage, häufiger Nebel im Mittelland. Ein kleiner Trost aus der Physik: Kälte tut den Modulen gut, denn sie arbeiten bei tiefen Temperaturen effizienter als in der Sommerhitze. An einem klaren, kalten Wintertag kann eine schneefreie Anlage erstaunlich viel liefern.

Liegt Schnee auf den Modulen, ruht die Produktion, bis er abrutscht oder wegtaut. Auf geneigten Dächern geschieht das meist von selbst. Wir raten davon ab, Module von Hand vom Schnee zu befreien – das Risiko für Mensch und Anlage steht in keinem Verhältnis zum Ertrag der wenigen betroffenen Tage. Mehr dazu im Beitrag Schnee auf der Solaranlage.

Was ist der Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie?

Diese beiden werden oft verwechselt, und die Unterscheidung ist grundlegend. Photovoltaik erzeugt aus Sonnenlicht elektrischen Strom. Solarthermie erzeugt Wärme: Kollektoren erhitzen eine Flüssigkeit, die Warmwasser oder die Heizung unterstützt. Das eine liefert Strom, das andere Wärme – zwei verschiedene Techniken auf demselben Dach.

In der Praxis führt das zur berechtigten Frage, was auf ein Einfamilienhaus gehört. Unsere Erfahrung: Für die meisten Häuser ist heute Photovoltaik die flexiblere Wahl. Strom lässt sich vielseitig einsetzen – für den Haushalt, für eine Wärmepumpe und fürs E-Auto. Eine Wärmepumpe, die mit eigenem Solarstrom läuft, deckt am Ende auch die Wärme ab, und das oft wirtschaftlicher als eine separate thermische Anlage. Solarthermie hat ihre Berechtigung, etwa bei hohem, gleichmässigem Warmwasserbedarf, ist aber der speziellere Fall geworden.

Wie spielen Photovoltaik, Speicher, Wärmepumpe und E-Auto zusammen?

Eine Photovoltaikanlage entfaltet ihren Nutzen am stärksten, wenn sie nicht allein steht. Der Grund ist ihr Tagesrhythmus: Am meisten Strom entsteht rund um die Mittagszeit – oft dann, wenn im Haushalt am wenigsten los ist. Die Kunst besteht darin, diese Produktion und den Verbrauch zusammenzubringen.

Dafür gibt es mehrere Bausteine. Der Speicher verschiebt Strom vom Mittag in den Abend. Eine Wärmepumpe ist ein grosser, gut steuerbarer Verbraucher: Sie kann tagsüber laufen und das Gebäude oder den Warmwasserspeicher als Puffer nutzen. Ein E-Auto lädt idealerweise dann, wenn die Sonne scheint. Zusammen erhöhen diese Bausteine den Eigenverbrauch – und damit den wirtschaftlichen Kern der Anlage.

Man muss nicht alles auf einmal umsetzen. Viele beginnen mit der Photovoltaikanlage und ergänzen später. Wichtig ist, die spätere Erweiterung von Anfang an mitzudenken, damit etwa die Verkabelung für eine Wallbox schon vorbereitet ist. Wie die einzelnen Teile zusammenwirken, vertiefen die Beiträge Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren und E-Auto mit Solarstrom laden.

Wie kommt die Anlage ans Netz? Anmeldung, Zähler und Inbetriebnahme

Bevor eine Anlage Strom liefern darf, sind einige formale Schritte nötig – den grössten Teil davon übernimmt der Fachbetrieb. Im Kern geht es um die Anmeldung beim Netzbetreiber, den passenden Zähler und die Freigabe zur Inbetriebnahme.

Zuerst reicht der Installateur beim zuständigen Elektrizitätswerk ein Anschlussgesuch ein. Das EW prüft, ob der Hausanschluss die Einspeisung verträgt. Anschliessend wird, falls noch nicht vorhanden, ein Zweirichtungszähler gesetzt, der Bezug und Einspeisung getrennt erfasst. Nach der Montage kontrolliert eine berechtigte Fachperson die Installation und stellt den Sicherheitsnachweis aus; erst dann geht die Anlage ans Netz. Für die Förderung stellt man zusätzlich ein Gesuch um die Einmalvergütung bei Pronovo – das läuft unabhängig vom Netzanschluss.

Das klingt nach viel Papierkram, und ein Teil davon ist es auch. In der Praxis koordiniert der Installateur die Termine mit dem EW, und der administrative Ablauf ist eingespielt. Die einzelnen Schritte samt üblicher Dauer beschreibt der Beitrag Schritt für Schritt zur Solaranlage; die Details zur Förderung finden Sie unter Anmeldung bei Pronovo und Förderung im Überblick.

Wie langlebig und wartungsarm ist die Technik?

Weil eine Solaranlage kaum bewegliche Teile hat, ist sie robust. Module sind auf 25 bis 30 Jahre und mehr ausgelegt, und die Hersteller geben lange Leistungsgarantien. Ihre Leistung nimmt über die Jahre nur langsam ab – dieser als Degradation bezeichnete Effekt liegt bei modernen Modulen im Bereich von rund einem halben Prozent pro Jahr. Nach 25 Jahren liefert ein Modul also typischerweise immer noch einen Grossteil seiner ursprünglichen Leistung. Details dazu im Beitrag Degradation von Solarmodulen.

Im Betrieb ist der Aufwand gering. Regen reinigt die Module auf geneigten Dächern weitgehend von selbst. Ein regelmässiger Blick ins Monitoring zeigt, ob alles läuft. Der Wechselrichter ist, wie erwähnt, das Bauteil mit der kürzeren Lebensdauer und wird meist einmal ersetzt. Wie Wartung und Betrieb konkret aussehen, beschreibt der Beitrag Solaranlage warten.

Quellen: Bundesamt für Energie BFE, EnergieSchweiz, Swissolar, sonnendach.ch (BFE / swisstopo).

Zuletzt aktualisiert: 9. Juli 2026 · Autor: ecoEn Redaktion