FAQs zur Photovoltaik

Bei der Umwandlung von Wasserstoff in Helium wird in der Sonne Strahlungsenergie freigesetzt, die als Licht und Wärme zur Verfügung steht. Durch diesen Prozess gelangt stündlich mehr Solarenergie auf die Erde, als die gesamte Weltbevölkerung in einem Jahr verbrauchen könnte.

Unter „Photovoltaik“ (griechisch phos ‚Licht‘ und Volt: Maßeinheit für elektrische Spannung) versteht man die Umwandlung von Solarstrahlung in elektrische Energie. Durch Zufuhr von Licht werden in Solarzellen positive und negative Ladungsträger freigesetzt und es wird Gleichstrom erzeugt. Bei der Stromgewinnung kommen Solarzellen zum Einsatz, die aus verschiedenen Halbleitermaterialien bestehen. Dabei handelt es sich um Stoffe, die durch die Einwirkung von Licht elektrisch leitfähig werden – ein Beispiel ist Silizium, welches aus Sand gewonnen wird. Über 95 % aller auf der Welt produzierten Solarzellen bestehen aus diesem Material.

Grundsätzlich wird bei der Energiegewinnung aus der Sonne zwischen zwei Verfahren unterschieden: der Photovoltaik und der Solarthermie. Bei der Solarthermie wandeln Kollektoren die Sonneneinstrahlung in nutzbare Wärme um. Diese wird zumeist über Wärmetauscher für die Heizung und die Warmwasserbereitung eingesetzt. Photovoltaik hingegen ist die direkte Umwandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom.

  • Sie leisten als Besitzer einer PV-Anlage einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und zur CO2-Vermeidung.
  • PV-Anlagen stehen für aktives Umweltbewusstsein.
  • Sie sparen Stromkosten. Im Idealfall, ohne Eigenkapital investieren zu müssen (Pachtmodell).
  • Durch die durchschnittlich hohe Lebensdauer einer PV-Anlage kann zumeist auch die nächste Generation noch von den Solarstrom-Vorteilen profitieren.
  • PV-Anlagen sind nahezu wartungsfrei und unkompliziert im Betrieb.
  • Image- und Wertsteigerung Ihrer Immobilie.

Kurz gesagt: auf sehr vielfältige Art und Weise.

  • Solarstrom ist generell umweltfreundlicher als andere Stromerzeugungsmöglichkeiten. Er kann im Grunde unbegrenzt erzeugt werden – und es werden keine fossilen Ressourcen wie Öl oder Gas verbraucht.
  • PV-Anlagen setzen während ihres Betriebs kein Kohlendioxid frei.
  • Es gibt keine nennenswerten Risiken – vor allem im direkten Vergleich mit der Energieerzeugung aus fossilen Quellen, wie zum Beispiel der Atomkraft.
  • Schlagwort Verdrängungseffekt auf dem Strommarkt: Es ist simpel – je mehr Ökostrom in das öffentliche Netz eingespeist wird, desto größer wird der Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Strom-Mix in Deutschland.

Solarstromanlagen gelten als nahezu wartungsfrei – die Betriebs- und Wartungskosten sind dementsprechend relativ gering. Natürlich sollten Wartungen trotz allem regelmäßig durchgeführt werden, um die Leistung der Anlage hoch zu halten und so auch eine stabile Rendite sicherzustellen. Empfohlen werden regelmäßige Wartungsarbeiten im 2-Jahres-Rhythmus. Um gegebenenfalls auftretende Störungen frühzeitig zu erkennen, sollten Sie die Ergebnisse am Wechselrichter sowie am Stromzähler regelmäßig ablesen.

Normalerweise nicht, denn dank einer speziellen Glasoberfläche sorgen bei einem Modul-Neigungswinkel von über 20° Regen und Schnee für die Reinigung. Nur wenn der Neigungswinkel unter 20° beträgt, ist es ratsam, die Solarmodule mindestens einmal im Monat auf Verschmutzungen zu kontrollieren und dann gegebenenfalls eine Reinigung vorzunehmen.

Technische Aspekte

Bei der Umwandlung von Wasserstoff in Helium wird in der Sonne Strahlungsenergie freigesetzt, die als Licht und Wärme zur Verfügung steht. Durch diesen Prozess gelangt stündlich mehr Solarenergie auf die Erde, als die gesamte Weltbevölkerung in einem Jahr verbrauchen könnte.

Um die Leistung einer Photovoltaikanlage zu optimieren, werden die folgenden einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt und an die baulichen Gegebenheiten des Gebäudes angepasst:

  • Photovoltaikmodule, die aus der Sonnenenergie Gleichstrom erzeugen
  • Wechselrichter, die den Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom (230 V) umwandeln
  • Zweirichtungszähler, die den eingespeisten Strom in das Stromnetz sowie den Bezugsstrom messen
  • Verkabelung und Montagegestell, auf dem die Photovoltaik-Module befestigt sind

Jedes Modul verliert im Laufe der Jahre an Leistung, d.h. der Wirkungsgrad verändert sich. Die Hersteller garantieren eine Mindestleistung für 20 bis 25 Jahre – üblich sind 90 % der Modulnennleistung nach 10 Jahren und 80 % nach 20 bis 25 Jahren. In der Praxis wird diese Untergrenze in der Regel nicht erreicht. Bei einem früheren bzw. höheren Leistungsabfall des Moduls garantiert der Hersteller Ersatzlieferung.
Physikalisch gibt es keinen Grund, warum die Leistung der Siliziumwafer im Laufe der Jahre nachlässt. Der eigentliche Grund liegt im Modulaufbau. Die Wafer werden in einer Kunststofffolie laminiert. Diese Kunststofffolien können im Laufe der Jahre durch UV-Licht eintrüben oder verfärben und daher durch optische Effekte eine Reduzierung der durchlässigen Solarstrahlung hervorrufen (Browning-Effekt). Ein weiterer Grund für die Leistungsdegression können äußerer Einflüsse sein, die das Glas erodieren lassen, so dass mit der Zeit weniger Licht bis zu den Solarzellen vordringen kann.

Peak heißt übersetzt „Spitze“. Mit diesem Ausdruck wird die Spitzennennleistung von Photovoltaikmodulen unter Standard-Testbedingungen (STC) bezeichnet. STC: 1000 W Einstrahlungsleistung auf 1 m² mit einer Solarzellen-Temperatur von 25 °C und einer Air Mass (AM) von 1,5. Letzteres bedeutet, dass der Sonnenstrahl auf seinem Weg das 1,5-fache der Atmosphärendicke der Erde durchdringt.

Im langjährigen Mittel der Sonneneinstrahlung in Deutschland kann bei einer optimal ausgerichteten PV-Anlage (Modulneigung von ca. 30° bei Südausrichtung) mit Erträgen zwischen ca. 850 kWh pro kWp und Jahr im Norden Deutschlands und ca. 1.000 kWh pro kWp und Jahr im Süden Deutschlands gerechnet werden. In guten Jahren, wie beispielsweise 2003, erzielten viele Anlagen in Süddeutschland gar über 1.200 kWh/kWp. Je nach Ausrichtung und Neigung des PV-Generators kann sich dieser optimale Jahresertrag reduzieren.

Solargeneratoren benötigen nicht unbedingt rund um die Uhr direktes Sonnenlicht, sie arbeiten auch bei bedecktem Himmel. Allerdings ist ihre Leistung bei schwachem und diffusem Licht deutlich niedriger. Auch im Winter produzieren PV-Anlagen Strom – von Vorteil sind in dieser Jahreszeit der das Sonnenlicht reflektierende Schnee und die niedrigeren Modultemperaturen.

Für die Module geben die Hersteller in der Regel Garantien zwischen 10 und 26 Jahren. Nach heutigen Erfahrungen erwartet man jedoch eine Modul-Lebensdauer von ca. 50 Jahren, wobei die Ertragsleistung im Laufe der Jahre abnimmt (s.o.). In der Praxis ist von einer jährlichen Degression der Modulleistung von 0,2–0,5 % auszugehen.