Photovoltaik

Photovoltaik-Anlage - was ist das?

Eine Photovoltaik-Anlage wandelt das vom Sonnenlicht produzierte Licht in Strom um. Dafür wird das Licht auf die Solarzellen geleitet. Die Zellen wandeln den Strom anschließend in Gleichstrom um, welcher wiederum durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Zu guter Letzt wird der Strom über Kabel ins öffentliche oder private Netz eingespeist und kann somit genutzt werden.

Interessiert? Machen Sie den Anfang: Wenn Sie eine Photovoltaikanlage planen, gibt es einige wichtige Punkte, die Sie beachten sollten. Zum Beispiel: Welche Größe muss meine Anlage haben? Eignet sich mein Hausdach überhaupt für die Installation? Und wer macht mir das beste Angebot? Dies sind nur einige Fragen, die dieser Ratgeber hinsichtlich der Planung beantwortet. Aufgrund dieser und weiterer Faktoren können Sie entscheiden, ob eine Photovoltaikanlage für Sie geeignet ist.

Rechtliches rund um Photovoltaik

Photovoltaikanlagen sind im Allgemeinen zwar genehmigungsfrei. Es gibt jedoch Ausnahmen, über die man sich vorab informieren sollte. Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen müssen angemeldet werden. Das betrifft sowohl die Registrierung im Marktstammdatenregister (MaStR) der Bundesnetzagentur als auch die Anmeldung beim Netzbetreiber. Wird beides versäumt, drohen empfindliche Strafen und der Verlust der Einspeisevergütung.

Photvoltaik Strom: Netzeinspeisung oder Eigenverbrauch?

Solarstrom ist eine großartige Möglichkeit, um CO2-Emissionen zu reduzieren und die Umwelt zu schützen. Allerdings müssen Sie sich entscheiden, ob Sie den Strom selbst verbrauchen oder ihn ins Netz einspeisen und an den Netzbetreiber verkaufen. Beide Strategien haben Vor- und Nachteile.

Wenn Sie den Solarstrom selbst verbrauchen, können Sie Ihre eigenen Stromkosten senken. Allerdings können Sie nur so viel Strom verbrauchen, wie Sie tatsächlich erzeugen - was bedeuten kann, dass Sie immer noch Strom vom Netzbetreiber kaufen müssen.

Wenn Sie den Solarstrom ins Netz einspeisen, reduzieren Sie Ihren CO2-Fußabdruck, da der Netzbetreiber weniger fossile Brennstoffe verbrennen muss, um den gesamten Bedarf an Strom zu decken. Allerdings erhalten Sie keinen direkten Nutzen von dem Solarstrom, den Sie produzieren. Es ist also wichtig abzuwägen, welche Option für Sie die beste ist.

Vergütung für Stromeinspeisung sinkt von Jahr zu Jahr
Das EEG ist seit dem Jahr 2000 in Kraft und legt die Bedingungen für die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen fest. Dies beinhaltet vor allem Solarstrom, welcher durch Anlagen in das öffentliche Netz eingespeist wird. Wieviel die Betreiber daran verdienen, hängt vom Jahr der Inbetriebnahme der Anlagen ab. Die jährlich neu festgelegte Einspeisevergütung wird über 20 Jahre garantiert. Allerdings ist in dem Gesetz auch eine kontinuierliche Absenkung der Mindestvergütung vorgesehen, um den Zuwachs der Gesamtkapazitäten an Photovoltaikanlagen auszugleichen. Somit ist für die Zukunft mit einer Abnahme der Einspeisevergütung zu rechnen, wenn sich die Beliebtheit von Solaranlagen nicht ändern sollte.

Optimale Auslegung einer Photovoltaik-Anlage

Die konkrete Planung einer PV-Anlage beginnt mit der Ermittlung ihrer optimalen Größe. Schließlich muss die Modulfläche groß genug sein, um wirtschaftlich zu arbeiten – aber auch nicht größer als im Budget vorgesehen. Eine Frage, die sich jeder Betreiber stellt: Wie groß soll meine Photovoltaikanlage ausgelegt sein? Wir zeigen die Faktoren für die richtige Dimensionierung der Anlage auf. Vorweg gleich ein Rat: Wenn das Budget es erlaubt und man in die Zukunft schauen will, lieber etwas größer dimensionieren

PV-Anlage: Bedarf & Nutzungsverhalten
Der entscheidende Faktor ist, dass der zu erwartende Ertrag den Strombedarf der Hausbewohner deckt. Wie viel des erzeugten Stroms direkt genutzt werden kann, hängt dabei von der zeitlichen Übereinstimmung mit dem Verbrauch ab. In einem Erwerbstätigen-Haushalt liegt der Eigenverbrauchsanteil erfahrungsgemäß bei ca. 30%. Berufstätige sind in der Regel tagsüber abwesend und benötigen die Solarenergie erst am Abend, wenn die Anlage weniger davon produziert. Die Folge: Der Großteil des Stroms, nämlich ca. 70%, wird ins öffentliche Netz eingespeist. Das Verhältnis kehrt sich jedoch um, sobald eine Solarbatterie zum Einsatz kommt.

Normaler Strombedarf -> Dimension?
Die meisten Menschen wissen, dass eine Photovoltaikanlage die Energiegewinnung aus Sonnenenergie ermöglicht. Doch nur wenige kennen den tatsächlichen Bedarf an Kilowattstunden, der für die unterschiedlichen Haushalte anfällt. So liegt der Durchschnitt bei 1.500 kWh pro Jahr für einen Singlehaushalt und 4.500 kWh für eine vierköpfige Familie. Dieser Bedarf lässt sich mit einer PV-Anlage von 4 bis 5 Kilowatt-Peak abdecken - zumindest rein rechnerisch.

Auslegung der PV-Anlage mit Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe verbraucht Energie in Form von Strom, um Wärme zu erzeugen. Die genaue Menge an Energie, die eine Wärmepumpe im Durchschnitt benötigt, ist schwer pauschal zu beantworten. Es kommt nämlich sehr darauf an, welche Art von Wärmepumpe verwendet wird: eine stromintensive Luftwärme-, eine vergleichsweise sparsame Erdwärme- oder eine besonders effiziente Grundwasser-Wärmepumpe. Am Beispiel eines Einfamilienhauses mit 120 m² Wohnfläche und einem Jahresverbrauch von 100 kWh/m² ergibt sich ein Wärmebedarf von 12.000 kWh p.a. – und ein Jahresstromverbrauch zwischen ca. 2.400 und 4.300 kWh. Ausgehend von guten Standortbedingungen bedeutet diese Zahl im Mittel 3,5 kWp an Solarstromkapazitäten pro Quadratmeter installierter Photovoltaik

Ertrag durch Photovoltaik maximieren?

Was tun wenn keine Süd-Ausrichtung möglich ist, sondern nur Nord/Ost/West-Ausrichtung? Verschattung der Anlage und nicht optimale Dachneigung?

Wir freuen uns, allen PV-Freunden mitteilen zu können, dass selbst wenn das Dach nicht nach Süden ausgerichtet ist, immer noch eine PV-Anlage installiert werden kann. Es gibt Lösungen für alle Hindernisse, die sich bei Verschattung oder flachen oder steilen Dächern ergeben könnten. Man muss ganz einfach das Beste aus der Situation machen. Damit Anlagenbetreiber bereits vor der Investition eine Ertragsoptimierung planen können, haben wir hier eine kurze Zusammenfassung der optimalen Standortvoraussetzung und Möglichkeiten bei suboptimalen Gegebenheiten geliefert.

Stromertrag optimieren -> Voraussetzungen
Ein wichtiger Faktor für den Erfolg einer Photovoltaikanlage ist der Standort. Je mehr Sonnentage am Ort verbucht sind, desto besser stehen die Chancen auf eine hohe Solarstromausbeute. In Deutschland variiert die mittlere jährliche Sonneneinstrahlung zwischen etwa 950 kWh/m² im Nordwesten und ca. 1.150 kWh/m² im Süden. Das bedeutet, im Süden der Republik herrschen bessere Bedingungen als in nördlicheren Regionen. Im deutschen Osten und an der Ostseeküste können Anlagenbetreiber ebenfalls mit positiven Werten rechnen.

Obwohl es offensichtlich ist, dass die Sonnenscheindauer nicht der einzige Faktor sein kann, liegt es auf der Hand, dass sie einen großen Einfluss hat. Wir alle wissen: Je höher die Sonne am Himmel steht, desto stärker ist ihre Strahlung – Stichwort: Sonnenbrand. Richtig ist auch: Wenn die Sonnenstrahlen etwas seitlich oder nicht ganz von oben auf uns treffen, macht das einen Unterschied. Allerdings keinen allzu großen, die Haut kann sich immer noch röten. Diese Erkenntnis ist auf Photovoltaikanlagen durchaus übertragbar. Je direkter die Solarmodule beschienen werden, desto fleißiger arbeiten ihre Zellen. Allerdings müssen sie dies Tag für Tag viele Stunden lang tun – bei sich ständig änderndem Sonnenstand. Und genau aus diesem Grund eignet sich ein geneigtes Dach viel besser für die Installation einer PV-Anlage als ein flaches.

Interessant sind folgende Berechnungen zum Optimum:
Die Dachneigung, die am besten geeignet ist, um einen hohen Ertrag zu erzielen, beträgt 35 Grad. In Süddeutschland bringt eine Dachneigung von ca. 32 Grad den höchsten Ertrag, während in Norddeutschland eine Dachneigung von ca. 37 Grad den höchsten Ertrag bringt. Dass norddeutsche Dächer ohnehin meist stärker geneigt sind und süddeutsche Dächer meist leichter geneigt sind, passt also ins Konzept. Leichte Abweichungen wirken sich jedoch kaum aus, weil hierzulande nicht die Direktstrahlung, sondern die Diffusstrahlung vorherrscht.

Die beste Dachausrichtung ist dem Süden zugewandt, sodass einer Solarfläche, die genau nach Süden ausgerichtet ist, der Winkel 0° zugewiesen wird. Abweichungen nach Westen haben positive, nach Osten negative Werte. Je größer diese sind, desto geringer sind die Erträge. Wirklich messbare Ertragseinbußen entstehen allerdings erst ab 20 Grad. Eine SO- oder SW-Ausrichtung ist demnach kein Hinderungsgrund.

Wenn Sie ein Sonnenbad nehmen, möchten Sie sich natürlich in der Sonne aufhalten und nicht im Schatten. Was für die Haut Kleidung, ein Hut oder ein Sonnenschirm sind, können umstehende Häuser, Bäume oder Bodenerhebungen für Ihre PV-Anlage sein. Doch anders als die Haut schätzen Solarmodule keine Schatten.
Daher gilt: Optimal ist eine unverschattete Solarfläche. Jeder Schatten ist ein Leistungskiller. Darum sollte das Augenmerk bei der Planung nicht nur auf die aktuellen Verschattungen gerichtet sein, sondern zudem gelten: Bei der Planung auch die Schattengeber der Zukunft mit berücksichtigen.

Da sich Schmutzablagerungen auf den Solarmodulen negativ auf die Leistung auswirken, ist eine regelmäßige Reinigung notwendig. Durch Wind und Niederschläge wird zwar eine Art Selbstreinigung erzielt, allerdings hinterlassen Industrie und Autoverkehr oft hartnäckige Ablagerungen. Zusammen mit Blättern, Vogelkot etc. kann dies zu Verlusten von bis zu 10 Prozent führen. Wie häufig die Reinigung der Photovoltaikanlage durchgeführt werden muss, hängt also von mehreren Faktoren ab.

Rechtliches rund um Photovoltaik

Photovoltaikanlagen sind im Allgemeinen zwar genehmigungsfrei. Es gibt jedoch Ausnahmen, über die man sich vorab informieren sollte. Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen müssen angemeldet werden. Das betrifft sowohl die Registrierung im Marktstammdatenregister (MaStR) der Bundesnetzagentur als auch die Anmeldung beim Netzbetreiber. Wird beides versäumt, drohen empfindliche Strafen und der Verlust der Einspeisevergütung.

Was sind die Vorteile einer Photvoltaik-Anlage?

• Ihr Beitrag: Beschleunigung der Energiewende
• Dezentrale Energieversorgung durch Photovoltaik
• Größere Unabhängigkeit von den großen Stromerzeugern
• Finanzieller Ertrag aus zwei Quellen
• Steuererstattung als Photovoltaik-"Unternehmer"
• Langlebigkeit durch geringem Verschleiß
• Zapfsäule für das eigene Elektroauto durch Photovoltaik