Photovoltaik ist die direkte Umwandlung der Energie des Sonnenlichts in Strom mittels aus einzelnen Solarzellen aufgebauten Solarmodulen. Das Wort kommt von „Photon“ (griechisch: Licht) und „Volta“ (italienischer Erfinder, nach dem die Einheit der elektrischen Spannung „Volt“ benannt wurde).
Die Bauzeit einer Photovoltaikanlage hängt von der Leistungsgröße und den bautechnischen Gegebenheiten ab. Bei Anlagen bis 10 kWp erfolgt die Installation in 1 bis 3 Werktagen.
PV-Anlagen können problemfrei auf Flachdächern installiert werden. In diesem Fall werden die Module mit Hilfe eines Montagesystems schräg aufgestellt, so dass sie die optimale Südausrichtung und eine günstige Neigung erhalten. Gleichzeitig ist mit der Schrägaufstellung der Module der Reinigungseffekt und eine ausreichende Belüftung gesichert. Hierbei ist ein ausreichend großer Abstand zwischen den Modulen wichtig, da es sonst zu einer Verschattung und somit zu einer Ertragsminderung kommt. Zur Installation der gleichen Leistung ist die benötigte Flachdachfläche in etwa doppelt so groß wie bei einer Schrägdachvariante.
Bei einer netzgekoppelten Solarstrom-Anlage wird ein Teil oder der gesamte erzeugte Solarstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Bei einer Inselanlage wird der erzeugte Strom nicht in das öffentliche Stromnetz geleitet, sondern zu 100 % selbst genutzt. Inselanlagen sind nicht an das Stromnetz angeschlossen.
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen einer Aufdach- und einer Indachmontage.
Bei der Aufdachmontage werden die PV-Module oberhalb der vorhandenen Dacheindeckung auf Montagestellen befestigt. Bei Flachdächern werden die Module über ein Montagesystem schräg aufgestellt, so dass sie eine Schrägausrichtung erhalten.
Die Höhe der erzeugten Solarstrommenge hängt vom Standort, der Neigung und Ausrichtung und der verwendeten Solarmodule ab. Eine Photovoltaik-Anlage in Deutschland erzeugt im Schnitt je kWp rund 1.000 Kilowattstunden Strom, wobei der Stromertrag in Süddeutschland häufig etwas höher ist als in Norddeutschland.
Photovoltaik-Module nutzen nicht nur das direkte Sonnenlicht, das nur bei klarem Himmel auftritt, sondern auch die diffuse Strahlung, die durch die Wolken tritt. Je heller es ist, desto mehr Leistung bringen die Module – egal, ob dabei die Sonne direkt zu sehen ist oder nicht. In Deutschland macht der diffuse Anteil übrigens etwa die Hälfte der Einstrahlung aus.
Über viele Jahre und bei vielen verschiedenen Anwendungen hat die Photovoltaik ihre Zuverlässigkeit bewiesen. Die Photovoltaik wird seit den 1960er Jahren in der Weltraumfahrt genutzt und hat sich dort bewährt. In Deutschland wurden viele tausend kleine und große Anlagen seit den 1990er Jahren errichtet. Man rechnet derzeit mit einer Lebensdauer von ca. 30 Jahren mit einer jährlichen Abnahme der Modulleistung von 0,3 bis 0,5 Prozent. Danach können das Deckglas und der Metallrahmen und teilweise auch die Solarzellen z.B. für die Herstellung neuer Solarmodule recycelt werden.
Um die hineingesteckte Energie wieder zu erzeugen, muss die Solaranlage etwa zwei Jahre lang Energie produzieren. Bei einer Lebensdauer von mind. 25 Jahren wird sie also mehr als das zehnfache an sauberen Strom erzeugen als zu ihrer Herstellung benötigt wurde.
Eine Photovoltaikanlage besteht aus folgenden Komponenten, die individuell aufeinander abgestimmt sind und somit an die baulichen Grundgegebenheiten des Hauses angepasst werden:
Normalerweise nicht, denn dank der glatten Moduloberfläche sorgen in der Regel Regen und Schnee für die Reinigung.
Bevor der Installateur beauftragt wird muss der Netzanschluss geklärt sein, denn insbesondere bei größeren Anlagen über 30 kW kann der Netzbetreiber zusätzliche Anforderungen stellen. Weiterhin sind ggfs. Berücksichtigung des Denkmalschutzes und mancherorts eine Baugenehmigung erforderlich. Auch wenn das in den meisten Fällen nicht erforderlich sein sollte, schadet es nicht, vorbeugend in der Gemeinde / dem Ortsamt nachzufragen.
Der in den Modulen erzeugte Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in den üblichen Netz-Wechselstrom umgewandelt und die Solaranlage wird an das normale 230 Volt-Netz angeschlossen. Der in der Photovoltaik-Anlage erzeuge Strom wird jederzeit genutzt; entweder im eigenen Haushalt oder über das öffentliche Stromnetz durch die Haushalte in der Umgebung.
Für eine vierköpfige Familie kann man im Jahr mit insgesamt 3.500 bis 4.500 kWh Stromverbrauch rechnen, wenn nicht mit Strom geheizt oder Warmwasser bereitet wird. Zur Erzeugung dieser Strommenge benötigt man je nach Zelltyp 30 – 40 m² Modulfläche. Dies entspricht etwa einer Anlagenleistung von 5 kWp. Läßt die Dachfläche eine größere Leistung zu, kann diese je nach Kundenwunsch natürlich auch genutzt werden.
Die zu Grunde liegende Technik gilt als ausgereift und durch den weltweiten Wettbewerbsdruck sind die Preise in den letzten Jahren erheblich gesunken. Weitere Preissenkungen bei den Solarmodulen sind jedoch so gering, dass sie durch die im Laufe der Jahre teurer werdende Installateursarbeitszeit nahezu wieder aufgefangen werden.
Bundesweit gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau ( KfW ) vergünstigte Darlehen. Darüber hinaus gibt es in manchen Gemeinden eine regionale Förderung. Es lohnt sich im Bürgerbüro / Ortsamt einmal nachzufragen.
Eine Ost-West-Ausrichtung kann sinnvoller sein, da der meiste erzeugte Strom verbraucht wird, wenn jemand zuhause ist. Morgens steht die Sonne im Osten und abends im Westen, das macht eine Ost-West-Ausrichtung vor allem für Berufstätige attraktiv.
Ja, die Einnahmen aus dem Betrieb einer Photovoltaikanlage sind steuerlich zu berücksichtigen und müssen beim zuständigen Finanzamt gemeldet werden. Details sollten Sie mit Ihrem Steuerberater klären.
Ja. Der Netzbetreiber ist nicht nur zur Abnahme des Stroms durch das EEG gesetzlich verpflichtet, sondern auch der vorrangigen Anschluss und die Vergütung sind gesetzlich geregelt.
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