Photovoltaik

In der Sonne wird bei der Umwandlung von Wasserstoff in Helium Strahlungsenergie frei (Kernfusion), die als Licht und Wärme zur Verfügung steht. Ohne diese Energie könnte kein Leben auf der Erde existieren. Die Sonne strahlt stündlich mehr Energie auf die Erde, als die gesamte Weltbevölkerung in einem Jahr verbraucht.

Solarstrom nennt man den Strom, der durch den photovoltaischen Effekt in Solarzellen erzeugt wird. Der Fachbegriff Photovoltaik (griechisch: Photo = Licht und Volt = Maßeinheit für elektrische Spannung) steht für die Technik, mit deren Hilfe Sonnenenergie direkt in elektrischen Gleichstrom umgewandelt wird (Abk.: PV).

Die Grundeinheit einer Photovoltaikanlage ist das PV-Modul, in dem eine bestimmte Anzahl Solarzellen elektrisch verschaltet sind. Mehrere Module werden zum Generator verbunden. Der von den Solarzellen produzierte Gleichstrom wird über Gleichstromleitungen zum Wechselrichter geführt. Dieses Gerät wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, der bei einer netzgekoppelten PV-Anlage über einen Zähler ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

Bei Solarzellen handelt es sich üblicherweise um dünne Scheiben aus Silizium. Durch gezielte Verunreinigung des reinen Siliziums mit Fremdatomen erhält man eine negativ leitende Schicht und eine positiv leitende Schicht. In der Übergangszone zwischen den beiden Schichten entsteht ein elektrisches Feld. Auf der Oberseite der Solarzelle befinden sich fingerförmige Frontkontakte, der Rückseitenkontakt dagegen besteht aus einer durchgehenden Metallfläche.

Fällt Licht auf die Solarzelle, werden im Silizium Elektronen und Löcher (sog. Defektelektronen) erzeugt und durch das elektrische Feld getrennt. Die Elektronen werden dem Minuspol und die Defektelektronen dem Pluspol zugeführt. Verbindet man die Kontakte über einen elektrischen Verbraucher, so wandern die Elektronen über den äußeren Stromkreis zum Pluspol zurück – es fließt elektrischer Gleichstrom.

Grundsätzlich können PV-Anlagen überall dort installiert werden, wo ausreichend Licht hinfällt. Einen optimalen Ertrag bietet eine südorientierte Fläche mit etwa 30° Neigung. Eine Abweichung nach Südwest/Südost oder Neigungen zwischen 25° und 60° verringern den Energieertrag nur geringfügig. Verschattungen durch Bäume, Nachbarhäuser u.ä. sollten allerdings vermieden werden.

Bei einer netzgekoppelten Anlage kann die Größe von der verfügbaren Dachfläche abhängig gemacht werden. Eine PV-Anlage mit einer Nennleistung von 1.000 Watt (1 kWp) benötigt 8 bis 10 m² Dachfläche. Ein weiterer Faktor ist das verfügbare Investitionsbudget. Für eine genaue Auslegung stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite.

kWp, sprich Kilowatt-Peak (englisch: Peak = Spitze), ist die Einheit für die Spitzenleistung eines PV-Generators unter Standardtestbedingungen (STC): Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m², Sonnenstand AM 1,5 und Zellentemperatur von 25 °C.

Als Faustregel gilt in unseren Breitengraden ein Energieertrag von 800 bis 1.000 kWh pro kWp installierter Leistung und Jahr. Eine genauere Aussage kann erst nach individueller Planung gegeben werden.

Die Preise variieren je nach Anlagengröße und Ausführung. Ab einer Anlagengröße von 5 kWp sinken die spezifischen Kosten pro kWp deutlich. Betreiber einer netzgekoppelten Solarstromanlage können unter Umständen die Mehrwertsteuer vom Finanzamt zurückfordern – Details sollten mit einem Steuerberater besprochen werden. Für ein genaues Angebot kontaktieren Sie uns bitte direkt.

Bei einer netzgekoppelten PV-Anlage wird der produzierte Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist und an den Netzbetreiber verkauft. Darüber hinaus kann Solarstrom direkt dort genutzt werden, wo kein Netzanschluss vorhanden ist (z. B. Gartenlampen, Teichpumpen, Kleingeräte). Zur Erhöhung der Versorgungssicherheit werden sogenannte Inselanlagen häufig mit einer Batterie als Energiespeicher ausgestattet.

Durch die Kombination von Einspeisevergütung und günstigen Finanzierungsoptionen rückt der Betrieb einer Solarstromanlage in wirtschaftliche Bereiche. Man rechnet nach ca. 10–12 Jahren mit dem Beginn der Gewinnzone. Die Lebenserwartung einer PV-Anlage liegt bei ca. 30–40 Jahren.

Nein, der Strom kann auch im eigenen Haushalt verbraucht und nur der Überschuss ins Netz eingespeist werden. Wirtschaftlich interessant ist bei erhöhter Vergütung allerdings oft die komplette Einspeisung – je nach aktuellen Rahmenbedingungen.

Die Modulhersteller geben Garantien zwischen 15 und 25 Jahren. Die durchschnittliche Lebensdauer liegt bei 30–40 Jahren. Generell ist eine PV-Anlage sehr wartungs- und störungsarm. Die Systeme sind technisch sehr ausgereift.

Die Sonne ist die größte und sicherste Energiequelle – sie steht noch einige Milliarden Jahre zur Verfügung. Solarenergie ist sauber, dezentral nutzbar und verursacht keine Transportkosten oder Leitungsverluste. Die Energie zur Herstellung einer PV-Anlage amortisiert sich nach etwa 5–13 Jahren. Danach liefert die Solaranlage reine Energiegewinne. Solaranlagen sind eine nachhaltige Wertsteigerung des Hauses und zeigen aktives Umweltbewusstsein.