Photovoltaik



Täglich liefert uns die Sonne in Deutschland Energie, welche den Energiebedarf des ganzen Landes um das etwa Achtzigfache übersteigt – und das die nächsten 5 Milliarden Jahre kostenlos und umweltfreundlich! Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas und Erdöl sind dagegen nur begrenzt vorhanden. Eine eigene Solaranlage macht Sie daher ein Stück unabhängiger von den derzeitigen und zukünftigen Steigerungen der Energiepreise. Sie können sogar zum Energielieferanten werden und somit auch, dank Sonnenkraft, Ihre Haushaltskasse im grünen Bereich halten.

 

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Aufbau von Photovoltaikanlagen

Mehrere Photovoltaik- (Solar­) Module bilden eine Photovoltaik-Anlage, die Sonnenlicht in Gleichstrom umwandelt. In der Regel wird dieser Gleichstrom in üblichen 230-Volt Wechselstrom umgeformt. Ein Photovoltaik-Modul besteht aus einzelnen Solarzellen (meist 36 oder 72 Zellen). Diese bestehen aus unterschiedlich dotierten Halbleitermaterialien (Silizium), die die Eigenschaft haben, direkt aus dem Sonnenlicht Elektrizität zu erzeugen, eine Eigenschaft, die auf dem photovoltaischen Effekt basiert. Daher auch der Begriff Photovoltaik. Viele einzelne Solarzellen bilden ein Solarmodul und werden mit anderen Solarmodulen zum Solargenerator als ganzes verschaltet.


Schema: DGS Solar

Funktionsweise einer Photovoltaischen Anlage (schematisch):

Wenn auf eine Solarzelle Licht trifft, entsteht eine elektrische Spannung (1) zwischen der dem Licht zugewandten und der dem Licht abgewandten Seite. Wird der Stromkreis geschlossen, fließt elektrischer Strom (2).


Schema: DGS Solar



Netzgekoppelte Anlagen

Prinzipiell funktioniert eine netzgekoppelte Anlage wie oben beschrieben. Der vom Solargenerator erzeugte Gleichstrom wird mittels Wechselrichter in netzüblichen Wechselstrom (230 Volt Wechselspannung) umgewandelt, damit Sie die Energie im Haushalt verbrauchen oder ins Netz abgeben können. Ins öffentliche Stromnetz eingespeister Solarstrom wird nach dem „Erneuerbare Energien Gesetz“ (EEG) vom Versorgungsnetzbetreiber vergütet. Die Abrechnung erfolgt über einen separaten Einspeisezähler .

Aufbau und Funktionsweise einer netzgekoppelten Solarstromanlage:


Schema: DGS Solar

(1) Solargenerator, (2) Generatoranschlußkasten, (3) Wechselrichter, (4) Zähler, (5) Netzanschluss

Inselsysteme

Inselsysteme (mobile Systeme) benötigen keinen Wechselrichter, da sie an kein Netz gekoppelt sind. Eine einfache PV-Anlage kann Gleichstromverbraucher wie z.B. Radio,  Beleuchtung, Kommunikationstechnik usw., direkt und ohne Umwandlung betreiben. Nachts oder an trüben Tagen kann die in Akkumulatoren gespeicherte Sonnenenergie genutzt  werden.

 

Bauliche Voraussetzungen:

• Möglichst verschattungsfreier Standort

• Dachausrichtung von Ost bis West, ein geneigtes Süddach ist optimal

• Die Neigung eines Süddaches von 20° bis 40° bietet einen optimalen Energieertrag, aber auch andere Dachneigungen bis zu Fassaden sind möglich

• Bei freistehenden Anlagen z. B. auf Flachdächern auf ausreichende Statik des Dachstuhles beachten

• Genügend Fläche (mindestens 10 m2, je größer die Fläche umso wirtschaftlicher kann die Anlage realisiert werden)

• Eine gute Hinterlüftung der Solarmodule optimiert den Energieertrag der Anlage

Welcher Ertrag ist zu erreichen?

Die Größe einer PV-Anlage wird nach der Leistung des Solargenerators in kWp angegeben. Dieser Wert beschreibt die Modulleistung unter genormten Testbedingungen. Erfahrungen zeigen, dass eine 1 kWp PV-Anlage in Deutschland im Jahr zwischen 800 und 1100 kWh Strom erzeugt, abhängig von der Region,  Ausrichtung, Wetterbedingungen und der Anlagentechnik. Klimatisch bedingte Schwankungen der solaren Einstrahlung, die den Ertrag beeinflussen, betragen im Jahr ca. ±10% . Optimal errichtete Kleinanlagen erreichen heute um 850 kWh pro kWp (Niedersachsen) bis 1100 kWh pro kWp in Südbayern. Deutlich spürbar ist die jahreszeitliche Verteilung der Energieerträge. Wie nicht anders zu erwarten, sind die Sommererträge erheblich größer als im Winter. Eine Solarstromanlage in Deutschland erzeugt im Sommerhalbjahr etwa zwei Drittel des Jahresertrages.