Der Große Guide zum Thema Photovoltaik – alles was Sie über die erneuerbare Energie wissen müssen

Das Thema Photovoltaik und Solarstrom ist besonders im Bereich der Energiewende sehr wichtig. Die Möglichkeit für Privatpersonen durch Sonnenenergie Strom und Wärme zu erzeugen, ist ein großer Schritt im Bereich der erneuerbaren Energien. Die Technik schreitet immer weiter fort, weshalb es umso wichtiger ist über das Thema bescheid zu wissen. Besonders für Bauherren oder Immobilienbesitzer ist dies ein spannender Bereich. Was genau ist aber Photovoltaik und was sollten Sie darüber wissen?

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Photovoltaik – die Voraussetzungen für Ihre Immobilie

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage muss zuerst einmal eine geeignete Fläche für die Anlage gefunden werden. Hier können unterschiedlichste Möglichkeiten in Betracht gezogen werden. Auch die Standortbedingungen müssen einen wirtschaftlichen Betrieb der Anlage erlauben. Die Rechtslage ist ebenfalls nicht zu vergessen, denn auch hier gibt es einiges zu beachten. Bauherren und Immobilienbesitzer, die daran interessiert sind auf erneuerbare Energien umzusteigen, sollten sich ausführlich mit dem Thema beschäftigen.

Photovoltaik – die Aufstellmöglichkeiten für die Module

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage stellt sich zumeist erst einmal die Frage, wo die Anlage unterkommen soll. Am meisten bieten sich hier Dächer an, denn diese Flächen sind sowieso vorhanden und meist werden sie nicht für andere Zwecke genutzt. Zudem richtigen sie sich Richtung Himmel und die Verschattung ist aufgrund von der Positiverhöhung meist eher gering. Aber auch bei den Dächern gibt es Unterschiede. Welches Dach eignet sich nun am ehesten für die Anbindung der Photovoltaikanlage?

Aufstellmöglichkeiten auf einem Schrägdach

Die weit verbreiteten Schrägdächer bieten ideale Bedingungen für die Installation einer Photovoltaikanlage. Die Module können hier einfach parallel zur Eindeckung montiert werden. Die bereits vorhandene Dacheindeckung wird dabei vollkommen erhalten und nimmt weiterhin die Funktion als Witterungs- und Wärmeschutz ein. Eine großflächige Installation von Photovoltaikmodulen führt zu einer Verringerung der thermischen Belastung des Dachgeschosses. Alternativ gibt es ebenfalls eine Indach-Montage, bei der die Photovoltaikmodule bündig mit der Dachdeckung abschließen und diese sogar teilweise ersetzten.

Für alle Bauherren von Neubauten gibt es die Möglichkeit Photovoltaikmodule als Ersatz für ein gewöhnliches Dach zu installieren. Diese übernehmen dann zusätzlich zu der Stromproduktion die Funktion des Witterungsschutzes wahr und ersetzen somit die übliche Dacheindeckung.

Aufstellmöglichkeiten auf einem Flachdach

Auch ein gewöhnliches Flachdach bietet eine ideale Aufstellmöglichkeit für Photovoltaikanlagen. Anders als bei den Schrägdächern kann die Neigung ganz frei bestimmt werden und muss sich nicht an der Neigung des Daches orientieren. Die optimale Ausrichtung gestaltet sich einfach, wodurch Produktivität und Effizienz ihr Maximum erreichen können. Die Anbringung beeinflusst auch hier die bereits vorhandene Dachbeschaffenheit nicht negativ.

Aufstellmöglichkeiten für gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen müssen aber nicht zwingend auf dem Dach installiert werden, denn es gibt durchaus noch weitere Alternativen die erneuerbare Energie zu nutzen. Eine dieser Alternativen ist die Integration der Module in die Fassade. Hierfür können Fassadenbauteile genutzt werden aber auch Vordächer oder ähnliches liegen im Bereich des möglichen. Diese Alternative wird auch als gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV = Building Integrated Photovoltaik) bezeichnet.

Photovoltaik – die individuellen Standortbedingungen für Ihre Immobilie

Sobald die Fläche für die Photovoltaikanlage gefunden ist, stellt sich nun die Frage, ob die Standortbedingungen einen wirtschaftlichen Betrieb der Anlage erlauben. Hierzu müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, die den Ertrag und somit die Wirtschaftlichkeit der Anlage beeinflussen. Damit kann geprüft werden, ob sich die Investition in eine Photovoltaikanlage wirklich lohnt.

Der Einfluss der Globalstrahlung

Die Globalstrahlung ist einer dieser Faktoren, denn sie gibt an, wie viel Strahlungsmenge innerhalb eines Zeitraumes (meist ein Jahr) auf einen Quadratmeter horizontaler Empfangsfläche auftrifft. Sie ist somit keine Konstante, sondern abhängig von Tages- und Jahreszeiten sowie dem Standort und dem Wetter. Allgemein gilt, dass die Globalstrahlung in südlichen Breiten höher als in nördlichen ist und im Sommer größer als im Winter. Wolken führen dazu, dass die Globalstrahlung nur einen Bruchteil der Werte aufweist, wie bei klarem Himmel. Für die Planung der Photovoltaikanlagen heißt dies, dass die Verteilung der Golabalstahlung in Deutschland je nach Standort variiert. In Norddeutschland liegt die mittlere Globalstrahlung demnach durchschnittlich bei circa 900–1.000 kWh/m2Jahr, während sie in Süddeutschland bei circa 1.200 kWh/m2 Jahr liegt. Eine Unterscheidung von circa 20 % nur innerhalb von Deutschland. Bei der Planung einer Photovoltaikanlage muss also die Globalstrahlung an dem individuellen Standort berücksichtigt werden um die Effizienz der Anlage einschätzen zu können.

Die richtige Dachausrichtung und -neigung

Die Dachneigung und Dachausrichtung sind wichtige Faktoren, die die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage beeinflussen. Bei einem Neubau kann das Dach optimal ausgerichtet werden, bei bestehenden Immobilien müssen aber die Gegebenheiten genutzt werden, die bereits vorhanden sind. Hier ist sowohl die Himmelsrichtung als auch der Winkel des Daches wichtig um die größtmögliche Energiegewinnung zu gewährleisten. Bei Flachdächern kann, wie oben bereits beschrieben die Ausrichtung und Neigung völlig selbst bestimmt werden und somit individuell an die richtigen Werte angepasst werden. Je nach Standort ist eine unterschiedliche Ausrichtung die beste, da dies individuell vom Gebiet abhängt. Allgemein gilt, dass die Ausrichtung nach Süden in den meisten Fällen die optimalste ist. Der Neigungswinkel von 30–35 Grad ist in den deutschen breiten meist die effektivste, aber auch diese muss je nach Objekt individuell bestimmt werden.

Einplanen der individuellen Verschattung

Der letzte Standortfaktor, der die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage beeinflusst ist die Verschattung. Dieser Faktor wird am häufigsten unterschätzt, denn schon ein wenig Schatten, kann die Leistung der Photovoltaikanlage deutlich beeinträchtigen. Hierzu zählen besonders Schatten die von Bäumen oder nahegelegenen Häusern verursacht werden aber auch kleine Schatten von Schornsteinen oder Antennen können sich negativ auf die Leistung auswirken. Bei größeren Verschattungen muss die Anlage genau geplant werden. Bei kleineren dauerhaften Schatten ist es sinnvoll die Anlage so zu installieren, dass sie an bestimmten Orten des Daches nicht installiert ist. Ein kleiner dauerhafter Schatten kann die Leistung des gesamten Strings mindern und somit einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit haben. Bei der Planung sollten Sie also genau auf die individuellen Schatten an Ihrer Immobilie achten und diese in die Planung mit einbeziehen, um Leistungsminderungen zu vermeiden.

Photovoltaik – die rechtlichen Aspekte

Die Installation einer Photovoltaikanlage bringt auch immer rechtliche Aspekte mit sich, denn auch hier gibt es gesetzliche Vorschriften und Regelungen, die sowohl Bauherren als auch Immobilienbesitzer befolgen müssen. Was schreibt das Gesetz vor, welche Vorschriften gibt es und was müssen Besitzer einer Photovoltaikanlage beachten?

Baugenehmigung

Photovoltaikanlagen müssen grundsätzlich dem Baurecht entsprechen. Diese hängen allerdings vom jeweiligen Bundesland ab, denn Baurecht ist Ländersache. Je nach Bundesland gibt es deshalb etwas abweichende Regelungen für die Installation der Module. Die meisten Bundesländer schreiben aber keine Baugenehmigung für Photovoltaikanlagen vor, die auf Gebäudedächern installiert werden. Der Bauherr ist in diesem Falle dafür verantwortlich sicherzustellen, dass die Anlage dem Baurecht entspricht. Die Installation wird demnach nicht von Behörden zusätzlich überprüft. Anlagen, die aber auf Freiflächen installiert werden sollen, benötigen in den meisten Bundesländern eine Baugenehmigung. Hier gilt, dass die Anlage eine festgelegte Größe nicht überschreiten dürfen, die meist neun Meter Länge und drei Meter Höhe umfasst. Anlagen, die auf denkmalgeschützten Gebäuden errichtet werden sollen, benötigen im Normalfall auch einer Baugenehmigung. Informieren Sie sich individuell für Ihr Bundesland, welchen rechtlichen Grundsätzen Sie bei dem Bau einer Photovoltaikanlage unterstellt sind.

Photovoltaik – die individuelle Planung Ihrer Anlage

Die Planung einer Photovoltaikanlage bedarf vielen Überlegungen. Eine gute Anlage ist von vielen Faktoren abhängig und sollte individuell auf Sie abgestimmt sein. Wichtige Aspekte, wie der Energiebedarf oder die Größe der Anlage, sollten vorab besprochen und gut durchdacht werden. Welche Faktoren sind noch wichtig und was dürfen Sie bei der Planung Ihrer Anlage auf keinen Fall vergessen?

Den richtigen Energiebedarf und die Dimensionierung abschätzen und errechnen

Am Anfang der Planung stellt sich immer die Frage, wie groß die Anlage sein muss, denn davon hängen im Allgemeinen auch die finanziellen Konditionen ab. Zuerst einmal muss herausgefunden werden, wie hoch der durchschnittliche Energieverbrauch ist. Die Photovoltaikanlage wird dann genau an Ihren individuellen Energieverbrauch angepasst. Dieser ist recht einfach durch einen Blick in die letzte Stromrechnung herauszufinden. Anhand dieser Informationen können weitere Kenngrößen bestimmt werden, die später zu der benötigten Größe der Anlage führen. Nutzen Sie für die individuelle Berechnung Ihres Stromverbrauchs und der daraus resultierenden minimalen Größe der benötigten Anlage unseren Solaranalgerechner.

Die Anmeldung der Photovoltaikanlage bei den Behörden

Wenn eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage installiert wird, muss diese angemeldet werden und das sowohl bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) als auch beim jeweiligen zuständigen Netzbetreiber.

Anmeldung bei der Bundesnetzagentur

Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) schreibt vor, dass Betreiber einer Photovoltaikanlage diese bei der Bundesnetzagentur anmelden müssen. Dies gilt sowohl für die Eigennutzung des produzierten Stroms als auch für die Energie, die direkt weiter vermarktet wird. Erweiterungen bereits vorhandener Photovoltaikanlagen müssen ebenfalls angemeldet werden. Die Anmeldung von neuen oder erweiterten Anlagen laufen über das Portal der Bundesnetzagentur im Internet und dies ist seit 2011 auch der einzige Weg um die Photovoltaikanlagen anzumelden. Um die Anlage bei der Bundesnetzagentur anzumelden, benötigen Sie folgende Daten:

  • Name und Anschrift des Betreibers der Photovoltaikanlage
  • Standort der Anlage
  • Nennleistung der Anlage in kWp
  • E-Mail-Adresse
  • der Tag an dem die Anlage in Betrieb genommen wird

Melden Sie die Anlage vor der Inbetriebnahme an oder spätestens am gleichen Tag der Inbetriebnahmen. Zwei Wochen Vorlaufzeit reichen völlig aus, um die Anlage den Behörden zu melden.

Tipp: Die Anmeldung Ihrer Photovoltaikanlage ist dringend notwendig. Wird eine Anlage nicht rechtzeitig angemeldet, hat der Besitzer keinerlei Anspruch auf die Einspeisevergütung!

Anmeldung bei dem Netzbetreiber

Netzgekoppelte Anlagen speisen überschüssig produzierten Strom in das öffentliche Netz ein. Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) sieht für diese Einspeisung eine Einspeisevergütung vor, die zwischen 10 und 13 Cent pro Kilowattstunde liegt. Vor Inbetriebnahme der Anlage muss der Betreiber also die Photovoltaikanlage dem Netzbetreiber melden und einen Antrag auf Netzanschluss stellen. Dies ist eine gesetzliche Verpflichtung, die der Betreiber zu beachten hat. Bei nicht an das Netzgekoppelten Anlagen, muss der Netzbetreiber nicht informiert werden.

Das richtige Angebot für Sie finden

Sobald die Entscheidung für eine Photovoltaikanlage gefallen ist, muss nur noch der richtige Betrieb gefunden werden, der Sie auf dem Weg der Planung, Lieferung, Montierung und Inbetriebnahme begleitet. Hierfür bietet sich eine ausreichende Recherche im Internet, in Zeitungen oder im Umfeld an, aber auch wenn Sie jemanden finden, müssen Sie erst einmal die Konditionen und Qualifikationen überprüfen.

Die Qualifikationen eines guten Solarteurs erkennen

Die meisten Anlagenbesitzer weisen nicht das benötigte Fachwissen auf, um zu erkennen, ob ein Solarteur ein Profi in seinem Gebiet ist oder nicht. Damit Sie dennoch einige Fakten kennen, die ein Betrieb Ihnen bei der Installation Ihrer Anlage bieten sollte, finden Sie hier eine Liste, was ein professioneller Solarfachbetrieb einhalten sollte.

  • Der Betrieb geht flexible auf Ihre Wünsche hinsichtlich der Module ein und besteht nicht auf ein bestimmtes Produkt
  • Der Betrieb schaut sich Ihr Dach und Ihr Haus persönlich an, bevor ein Angebot erstellt wird
  • Der Betrieb bietet Ihnen nur ein Angebot, indem alle einzelnen Positionen genau aufgeführt sind und keine Fragen für Sie offen bleiben
  • Der Betrieb setzt Sie nicht unter Zeitdruck und nimmt sich genügend Zeit, um all Ihre Fragen ausführlich zu beantworten
  • Der Betrieb legt Ihnen die Verschaltungspläne offen und macht genaue Angaben zu Anmeldung, Inbetriebnahme und der Einzahlung von Genehmigungen
  • Der Betrieb stellt realistische Ertragsprognosen für die Anlage auf, die ungefähr mit dem übereinstimmen was Sie vorab selbst errechnet haben

Photovoltaik – die Wirtschaftlichkeit der Solarzellen

Die Wirtschaftlichkeit wird im Allgemeinen durch die Gegenüberstellung von Einnahmen und Einsparungen bestimmt. So auch bei Photovoltaikanlagen, bei denen in Anschaffungs- und Betriebskosten unterschieden wird, um die Wirtschaftlichkeit zu bestimmen. Während die Preise für Photovoltaikanlagen zwar in den letzten Jahren deutlich gesunken sind, wurden auch die Einspeisungsvergütungen erheblich niedriger. Welche Kosten erwarten Sie aber bei der Anschaffung einer Photovoltaikanlage und welche Kosten kommen in den nächsten Jahren auf Sie zu?

Die Anschaffungskosten für eine Photovoltaikanlage

Die Anschaffungskosten setzen sich im Allgemeinen aus den Kosten zusammen, die für die Installation der Anlage benötigt werden. Hierzu zählen die Solarmodule, der Wechselrichter, die Verkabelung und die Montage selbst. Für Bauherren und Immobilienbesitzer ist dieser Aspekt wohl der wichtigste, da die Höhe der benötigten Investition im Zweifelsfall darüber entscheidet, ob eine Anlage installiert wird oder nicht.

Kosten für die Solarmodule

Solarmodule selbst haben in den letzten Jahren enorm an Kosten verloren. Dies ist zum einen auf den starken Wettbewerb mit chinesischen Billiganbietern und zum anderen auf positive Skaleneffekte zurückzuführen. Im Allgemeinen heißt dies, dass Solarmodule umso preiswerter werden, je mehr davon produziert werden. Die Kosten werden meist in Euro pro Watt Peak verglichen. Anfang 2018 lagen die Kosten bei 45 – 90 Cent pro Watt Peak, je nachdem welches Modell und welcher Anbieter gewählt wurde.

Kosten für den Wechselrichter

Die Kosten für den Wechselrichter sind nicht zu unterschätzen. Sie machen meist 15 % der Investitionskosten aus. Je nach Gegebenheiten der Anlage und den äußeren Einflussfaktoren werden unter Umständen mehr als ein Wechselrichter benötigt. Je nach Leistungsgröße variieren die Kosten für den Wechselrichter. Für einen kW Wechselrichter kann mit circa 200 € Netto gerechnet werden. Kleinere Wechselrichter kosten meist mehr als große, da der Herstellungsaufwand höher ist. Für einen 5 kW-Wechselrichter kann ein Preis von circa 1000 € kalkuliert werden. Sollte Ihre Anlage zwei Wechselrichter benötigen, steigt der Preis um das doppelte.

Kosten für die Verkabelung

Die Verkabelung macht ebenfalls einen hohen Teil der Investition aus. Je höher der Querschnitt bei Solarkabeln, desto höher sind auch die Preise. Ein hoher Querschnitt ist allerdings vonnöten, um Verluste zu verhindern. Für Abnahmemenge, Querschnitt und Leitungsmaterial liegt der Preis für Solarkabel zwischen 1 und 5 Euro, wobei die Kosten für die Anschlusskabel der Wechselrichter und der Laderegler noch hinzukommen. Dies birgt weitere Kosten von 20 bis 50 Euro, je nach Anbieter und Qualität.

Kosten für die Montage

Bei den Kosten für die Montage kommen nicht nur die Kosten für die Handwerker auf Sie zu, sondern auch die Kosten für das Montagesystem. Diese Fallen ganz unterschiedlich aus je nachdem für welches System Sie sich entschieden haben. Hier variieren die Preise je nach Qualität und Merkmalen, wie der Schnee- und Windlast aber auch von dem Modell des Systems. Im Durchschnitt können Sie mit Kosten für das Montagesystem zwischen 100 und 150 Euro pro kWp und mit Montagekosten für die Unterkonstruktion mit weiteren 100 Euro pro kWp rechnen. Eine pauschale Angabe über die Preise kann schwer gemacht werden, da diese stark variieren können und von vielen Faktoren, wie der individuellen Immobilie, den Gegebenheiten, der Qualität und den genauen Produkten abhängt.

Die Betriebskosten für eine Photovoltaikanlage

Nach der Investition in eine Photovoltaikanlage kommen auf den Besitzer noch weiter Kosten zu, um die Anlage beispielsweise instand zu halten. Auch diese Kosten müssen bei der Analyse der Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden, da diese rund 1 % der Anschaffungskosten pro Jahr betragen können. Aber welche Kosten kommen auf Besitzer einer Photovoltaikanlage wirklich zu und mit was müssen Sie rechnen?

Kosten für den Wechselrichter

Auch wenn der Wechselrichter zu den Anschaffungskosten gehört, ist er nicht so langlebig wie die Solarmodule selbst. Der Wechselrichter muss deshalb von Zeit zu Zeit ausgewechselt und ersetzt werden. Da die Wechselrichter nicht die günstigste Investition ist, sollten für diesen Fall Rücklagen gebildet werden. Je nachdem, bei welchem Netzbetreiber die Photovoltaikanlage gemeldet ist, werden Mindestbeträge von bis zu 10 Euro pro Monat verlangt. Der Wechselrichter benötigt für Steuerung, Datenlogger, Analgenüberwachung und ähnliches Strom, dass er aus dem öffentlichen Netz bezieht.

Kosten für die Instandhaltung

Die Anlage muss natürlich instand gehalten werden, damit Ausfälle und Fehler vermieden werden. Einige Firmen bieten Wartungsverträge an, bei denen ein Beitrag von circa 150Euro pro Jahr anfällt und dafür die Wartung übernommen wird. Eine solche Investition lohnt sich durchaus, da bei einem Ausfall weder Strom erzeugt werden kann noch eine Einspeisung erfolgen kann. Ein solcher Vertrag kann je nach Anlage preiswerter sein, als jede Wartungsarbeit einzeln abzurechnen. Im Besonderen lohnen sich solche Verträge bei großen Anlagen, die einer häufigeren Wartung bedürfen.

Kosten für die Reinigung

Die Kosten für die Reinigung sind im Vergleich deutlich geringer als die Instandhaltung der Anlage. Verschmutzungen durch Laub, Blütenpollen, Staub oder ähnlichem werden meist mit einem Regenschauer wieder gereinigt. Bei dauerhaften Verschmutzungen kann es allerdings zu Ertragseinbußen kommen. Eine professionelle Reinigung der Module ist im Normalfall nur alle paar Jahre nötig. In Gebieten, mit hoher Verschmutzung durch beispielsweise ein starkes Verkehrsaufkommen, sollte die Anlage allerdings häufiger gereinigt werden. Die Kosten für eine professionelle Reinigung betragen im Durchschnitt circa 2,50 Euro pro Quadratmeter.

Kosten für die Versicherung

Die Photovoltaikanlage zu versichern kann für viele Besitzer durchaus Sinn machen. Je nachdem, wie groß die Anlage ist, kann eine Haftpflichtversicherung und die Allgefahrenversicherung vor Ausfällen bei der Einspeisevergütung als auch gegen hohe Reparaturkosten und Haftpflichtfälle schützen. Die Kosten für die Versicherung können jährlich zu den Betriebskosten hinzukommen, sind aber im Vergleich relativ moderat. Preise von circa 50 Euro pro Jahr können auf Besitzer zukommen. Je nach den Gegebenheiten und dem äußeren Umfeld machen Versicherung, Reinigung und Wartung mehr oder weniger Sinn, dies ist individuell von Ihrer Immobilie abhängig.

Photovoltaik – die Förderung & Finanzierung für Bauherren und Immobilienbesitzer

Eine Photovoltaikanlage ist eine große Investition, die eine gute Finanzierung bedarf. Zwar werden Interessenten mit der Einspeisevergütung gelockt, jedoch wurden diese in den letzten Jahren immer weniger. Um die Photovoltaikanlage erfolgreich zu finanzieren, stehen aber dennoch einige Optionen offen.

Die Einspeisevergütung für Photovoltaikbesitzer

Die Einspeisevergütung wird im Erneuerbare Energien Gesetz festgehalten. Die Einspeisevergütung wird denjenigen gezahlt, die überschüssig produzierte Energie aus der Photovoltaikanlage in das öffentliche Netz einspeisen. Die Höhe dieser Vergütung richtet sich nach den Standortfaktoren und wird vom Gesetzgeber festgelegt.

Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)

Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) trat am 01. April 2000 in Kraft. Es regelt die Tarife für den aus verschiedenen Quellen stammenden Strom von erneuerbaren Energien. Das Ziel des Gesetzes ist es, regenerative Energien, wie Wasser- und Windkraft aber auch Solarenergie, Biomasse und Deponie-, Klär- und Grubengas zu fördern. Die Verwendung von umweltschädlichen Energiequellen soll vermieden werden und die Technologie im Bereich regenerative Energien gefördert werden. Im Zuge des EEG wurden ebenfalls Regelungen zur Einspeisevergütung vorgenommen um die Option der eigenen Solaranlage auf dem Dach attraktiver für Bauherren und Immobilienbesitzer zu gestalten.

Eigenverbrauchsvergütung

Erst im Jahr 2009 wurde die Eigenverbrauchsvergütung eingeführt. Seit dem muss nicht mehr der gesamte produzierte Strom in das öffentliche Netz eingeführt werden und es wird eine Vergütung für den Verbrauch von Solarstrom gezahlt. Diese Vergütung ist jedoch sehr viel geringer als die Einspeisevergütung.

Das Ziel der Eigenverbrauchsvergütung

Das Ziel der Eigenverbrauchsvergütung war im ersten Sinne die Kosteneinsparung beim Netzausbau und die Kosteneinsparung bei der Vergütung von Solarstrom. Besitzer von Photovoltaikanlagen ziehen hier aber auch einen Vorteil heraus. Sie können den selbst produzierten Solarstrom direkt nutzen, ohne diesen vorher in das öffentliche Netz einzusparen. Die Besitzer sparen also Geld, da sie nicht mehr von dem öffentlichen Netz abhängig sind und bekommen die Eigenverbrauchsvergütung sozusagen obendrauf.

Photovoltaik – Solarmodule und ihre Funktionsweise

Die wichtigste Komponente einer Photovotaikanlage sind die Solarmodule. Je nach Größe der Module werden hier Solarzellen zusammengeschaltet. Eine Photovoltaikanlage vereint wiederum mehrere Solarmodule und verschaltet diese zu sogenannten Strings. Die gesamte Einheit der Strings ergeben dann wiederum den Solargenerator. Wie genau funktioniert aber eine Solarzelle und wie wird Sonnenenergie in Strom umgewandelt?

Die verschiedenen Arten von Solarzellen

Solarzellen wandeln Strahlungsenergie in Gleichstrom um. Durch den physikalischen Photoeffekt lässt sich das Phänomen erklären, welches sich in Solarzellen abspielt. Solarzellen bestehen aus einer negativen Elektrode, ein n- und ein p-dotiertes Silizium, eine Grenzschicht und einer positiven Elektrode. Das elektrische Feld, das zwischen der n- und p-Schicht entsteht gewährleistet das Fließen von Strom bei einem geschlossenen Stromkreis.

Polykristalline Solarzellen

Bei polykristallinen Solarzellen ist das Halbleitermaterial Silizium. Dieses wird geschmolzen und dotiert und mit verschiedenen Gießverfahren in Blöcke gegossen. Das Silizium wird fest und wird im erstarrten Zustand als Ingots bezeichnet. Nachdem der Block in Scheiben geschnitten worden ist, nennt man das ursprüngliche Silizium Wafern, die mit einer Antireflexionsschicht versehen werden. Diese polykristallinen Solarzellen haben einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Solarzellen, dafür ist die Herstellung aber preiswerter.

Monokristalline Solarzellen

Monokristalline Solarzellen verwenden ebenfalls Silizium als Halbleitermaterial, jedoch ist hier das Herstellungsverfahren anders als bei den polykristallinen Solarzellen. Durch die unterschiedliche Herstellung ist die Fertigung hier zwar teurer, dafür ist der Energieaufwand und der Wirkungsgrad sehr hoch. Bei der Herstellung werden hier andere Kristalle gebildet, wodurch der Unterschied zwischen den beiden Solarzellen entsteht.

Dünnschichtzellen

Dünnschichtzellen weisen ein ganz anderes Verstellverfahren auf als mono- oder polykristalline Solarzellen. Der Halbleiter wird bei diesen Solarzellen mit einem Trägermaterial beschichtet, wodurch diese Methode mit wenig Rohstoff auskommen und sehr einfach herzustellen sind. Welches Halbmaterial verwendet wird, ist hierbei in einem großen Rahmen gefasst. Neben Silizium kommen auch Galliumarsenid, Kupferindiumselenid, Cadmiumtellurid oder auch Farbstoffe als Beschichtung infrage. Der Wirkungsgrad dieser Solarzellen ist allerdings geringer als der von kristallinen Zellen, dafür aber günstig und einfach herzustellen.