Photovoltaik

Elektrischer Strom mit Photovoltaik

Die Photovoltaik (kurz PV) beschreibt die Nutzung der Sonnenstrahlung zur Produktion von elektrischem Strom. Die mögliche nutzbare Menge liegt weit über dem eigentlichen weltweiten Bedarf.

Eine Photovoltaik-Anlage besteht in der Regel aus folgenden Bestandteilen:

· Solargeneratoren (Module)

· Wechselrichter

· Montagesystem

· Solarkabel

Funktionsweise von Photovoltaik

Bei den Solargeneratoren handelt es sich um die weithin erkennbaren, miteinander verschalteten Module, die in die Fassade oder das Dach integriert oder auf einem Dach per Ständerwerk montiert werden. Diese bestehen aus mehreren mono- oder polykristallinen oder amorphen Silizium-Solarzellen. Bei Silizium handelt es sich um einen sogenannten Halbleiterstoff, der unter Zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig wird. Die monokristallinen Zellen haben in der Regel einen höheren Ertrag. Die Sonnenenergie wird in den Solarzellen in Gleichstrom umgesetzt. Dies geschieht durch den sogenannten Fotoeffekt, d. h. durch Licht werden positive und negative Ladungsträger getrennt, so dass zwischen Vorder- und Rückseite der Zelle eine elektrische Spannung entsteht.
Der Wechselrichter wandelt diese dann in netztauglichen Wechselstrom um. Durch den Einspeisezähler gelangt der Strom schließlich in das Stromnetz. Hierbei besteht grundsätzlich die Möglichkeit, entweder die gesamte produzierte Energie in das öffentliche Netz einzuspeisen oder zumindest einen gewissen Anteil für die eigene Nutzung in das Hausnetz umzuleiten. Hinsichtlich der aktuellen, gesetzlich geregelten staatlichen Förderung macht es mehr Sinn, den kompletten Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen. Somit verringert sich die Amortisationszeit der Gesamtanlage und die Zeit, in der ein echter Zusatzertrag erzielt wird, rückt entschieden näher.

Technische Hinweise

In der Regel wandeln die heutigen Modelle von Solarmodulen bis zu 15 Prozent der Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Beim Kauf der Module sollte darauf geachtet werden, dass der Wirkungsgrad mit mindestens 90 Prozent angegeben ist, damit ein ansprechend hoher Energieertrag erzielt werden kann.

Ebenso sollte auf die Qualitätsmerkmale und Zertifizierungen geachtet werden, die nach DIN / VDE Schutzklasse 2 maßgeblich sind und dadurch einen Mindestertrag gewährleisten.

Bei der Installation des Wechselrichters ist zu beachten, dass er an einem relativ kühlen Standort platziert wird, da hohe Umgebungstemperaturen erreicht werden können. Außerdem sollte er nicht in direkter Nähe zu Wohnräumen angebracht werden, da Betriebsgeräusche nicht zu vermeiden sind.

Wichtig ist auch, dass die Eingangsleistung, d. h. die Leistung, ab der tatsächlich Strom erzeugt wird, bei unter 10 Watt liegt, damit auch in sonnenschwächeren Zeiten frühzeitig umgewandelt wird.

Der Wechselrichter sollte Kontroll- oder Überwachungsanzeigen bieten, so dass die Funktionstüchtigkeit der Anlage, der Energieertrag, Spannung und / oder Leistung angezeigt und überprüft werden können.

Die zu erreichende Leistung der Solarmodule hängt nicht nur vom Modultyp ab. Auch Ausrichtung, der Installationsort und die Größe der Anlage spielen eine wesentliche Rolle. Im Norden Deutschlands ist der Sonnenertrag in aller Regel geringer als im Süden.

Jedwege Verschattung der Solarmodule sollte vermieden werden, da schon kleine Schatten eine deutliche Verminderung der Leistung nach sich ziehen. Auch hier ist es wichtig, wie die Solarmodule installiert werden. Ideal ist eine Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von ca. 28 Grad. Aber selbst eine Wendung der Anlage um 45 Grad nach Osten oder Westen hat nur eine 5 %-ige Verringerung der Leistung zur Folge.

Die Größe der Anlage wiederum hängt von den finanziellen Mitteln des Käufers ab sowie von der zur Verfügung stehenden Fläche und der Energiemenge, die in das öffentliche Netz eingespeist werden soll. Eine Anlage mit einer Leistung von 1000 Watt (1kWp) benötigt ungefähr eine Fläche von 10 m². Hier sollte man sich intensiv von einem Fachmann beraten lassen.