FAQ

Technik

Eine Photovoltaikanlage, auch PV-Anlage (bzw. PVA) oder Solargenerator genannt, ist eine Solarstromanlage, in der mittels Solarzellen ein Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt wird. Die dabei typische direkte Art der Energiewandlung bezeichnet man als Photovoltaik.

Der Photoeffekt ist ein physikalischer Vorgang, bei dem Elektronen mit Licht wechselwirken. Atome oder Moleküle enthalten gebundene Elektronen. Trifft Licht auf Moleküle oder einzelne Atome, ist es unter bestimmten Voraussetzungen möglich, dass die Elektronen mit dem Licht wechselwirken und elektrische Energie erzeugen. Bei Lichteinstrahlung auf einen Festkörper können wir nicht immer das Herauslösen von Elektronen beobachten. In Halbleitern zum Beispiel wird nicht immer ein Elektron aus dem Material freigesetzt. Stattdessen absorbieren Elektronen im nichtleitenden Valenzband die Photonenenergie, sodass sie sich auf das energetisch höher liegende Leitungsband heben. Dadurch werden Elektronen-Loch-Paare erzeugt, welche die elektronischen Eigenschaften des Festkörpers verändern und Energie erzeugen.

Eine Solarzelle (fachsprachlich auch photovoltaische Zelle genannt) ist ein elektrisches Bauelement, das Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt. Die Anwendung der Solarzelle ist die Photovoltaik, wo sie als Stromquelle dient. Die physikalische Grundlage der Umwandlung ist der photovoltaische Effekt, der ein Sonderfall des inneren photoelektrischen Effekts ist.

Der Wechselrichter ist das „Herz“ jeder Solaranlage und hat die Aufgabe, den durch die Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom für den Eigenverbrauch im Haus oder zur Einspeisung in das öffentliche Stromnetz zu wandeln.

Neben der Umwandlungs- und Einspeisefunktion ist der Wechselrichter auch für die Anlagenkontrolle und die Optimierung des Stromertrags verantwortlich. Zudem beteiligt er sich aktiv am Netzmanagement.

Eine Photovoltaikanlage besteht aus folgenden Komponenten die individuell aufeinander abgestimmt sind und somit an die baulichen Grundgegebenheiten des Hauses angepasst werden:

  • Solarmodule, die aus der Sonnenenergie Gleichstrom erzeugen.
  • Wechselrichter, die den Gleichstrom in netzkompatiblen Wechselstrom umwandeln.
  • Einspeisezähler, der den eingespeisten Strom in das Stromnetz misst.
  • Verkabelung und Montagegestell, auf dem die Solarmodule befestigt werden.
  • Stromspeicher (optional), der den erzeugten Solarstrom zwischenspeichert.

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.

Normalerweise nicht, denn dank der glatten Moduloberfläche sorgen in der Regel Regen und Schnee für die Reinigung.

So wie der Spritverbrauch ein Entscheidungskriterium für den Autokauf darstellt, so sollten Sie als Solarstromanlagenbetreiber Ihren Solar-Wechselrichter nach dem niedrigsten Energieverbrauch bzw. dem besten Wirkungsgrad auswählen.

Denn der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis von zugeführter (also durch die Solaranlage produzierter) zu nutzbarer Energie (in das Netz eingespeister oder selbst verbrauchter Solarstrom) an. Die Verluste werden dabei hauptsächlich in Form von Wärme abgeführt.

Es muss nicht generell ein neuer Zählerschrank installiert werden.
Nur wenn der vorhandene Zählerschrank nicht mehr den aktuellen Richtlinien entspricht, oder wenn keine neue Messeinrichtung (z.Bsp. digitaler Stromzähler) mehr eingebaut werden kann, weil eine fachgerechte Nachrüstung (z.B. Zählertafel) nicht mehr möglich ist.

Solarenergie wird aus Licht bzw. der Strahlung der Sonne gewonnen – das kann sowohl Wärme als auch elektrischer Strom sein. Photovoltaik erzeugt Strom, Solarthermie produziert Wärme, die zum Heizen verwendet wird.

Wirtschaftlichkeit

Eine Photovoltaikanlage besteht aus hochwertigen und witterungsbeständigen Materialien wie Aluminium, Glas und Silizium. Eine Photovoltaikanlage ist wartungsarm und hat aus heutiger Sicht eine Lebenserwartung von 30 Jahren. Mit der Installation einer Photovoltaikanlage verpflichtet sich Ihr Netzbetreiber dazu, den von Ihnen produzierten und nicht selbst verbrauchten Strom abzunehmen und in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen – über einen Zeitraum von 20 Jahren.

Im Anschluss daran können Sie den erzeugten Strom weiterhin selbst verbrauchen und zum Börsenstrompreis ins Stromnetz einspeisen. Oder Sie entscheiden sich dafür, Ihre Photovoltaikmodule einem kostenlosen und umweltverträglichen Recycling zuzuführen, damit die wertvollen Materialien in einer neuen Photovoltaikanlage zum Einsatz kommen.

Im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien stößt man immer wieder auf Angaben zur CO2-Ersparnis. Damit wird ein Vergleichswert zur Stromerstellung mit herkömmlichen Mitteln (also fossilen Energieträgern) hergestellt. Die CO2-Einsparung einer Solaranlage mit 5 kWp rechnet sich folgendermaßen:

  • Pro kWh werden 0,6kg CO2 eingespart.
  • Jährlich werden ca. 4.500 kWh pro Jahr in das Netz eingespeist.
  • 0,6 kg/a x 4.500 kWh/a = 2.700 kg CO2-Minderung per anno

Eine 1000-Watt-PV-Anlage erspart der Umwelt jährlich ca. 500 kg Kohlendioxid.

Ja, diverse Bundesländer und Gemeinden fördern die Anschaffung von Speichersystemen mit verschiedenen Programmen und helfen Ihnen, die Kontrolle über Ihre Stromkosten zu behalten.

Informieren Sie sich über aktuelle Förderungen in Ihrem Ort oder Ihrer Gemeinde.

Alte oder kaputte Solarmodule können recycelt werden. Die Materialien lassen sich erneut verwenden. Wertvolle Grundstoffe wie Glas, Aluminium und Halbleitermaterialien bleiben somit erhalten. Dies trägt zu einer positiven Umweltbilanz bei, indem Abfall vermieden und zugleich bei der Produktion von Modulen Energie eingespart wird. Eine komplett recycelte Anlage kann eine Wiederverwertung von 95 Prozent der eingesetzten Materialien erbringen.

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.

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.

Eine Investition in eine PV-Anlage lohnt sich, vor allem für den Eigenstromverbrauch. In den meisten Fällen ist der selbst erzeugte Strom preiswerter, als der aus dem öffentlichen Netz zugekaufte Strom. Und für den nicht selbst verbrauchten und ins öffentliche Netz eingespeisten Strom erhält man über 20 Jahre eine staatlich garantierte Einspeisevergütung.

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. Unabhängig von der Ausrichtung kann mit einem Energiespeicher der Eigenverbrauchsanteil signifikant erhöht werden.

Energiespeicher

Die benötigte Speicherkapazität hängt vom Bedarf des Haushaltes und dem Nutzungsprofil ab. Natürlich darf der Speicher nicht zu klein sein, um möglichst wenig Strom zusätzlich aus dem öffentlichen Netz beziehen zu müssen. Ein zu großer Speicher verursacht jedoch auch höhere Investitionskosten und es besteht das Risiko der dauerhaften Speicherung von Strom, der andernfalls für eine Vergütung ins Netz eingespeist worden wäre. Lassen Sie sich vor dem Kauf eines Stromspeichers daher ausreichend beraten, um die richtige Speicherkapazität zu wählen.

Die benötigte Speicherkapazität hängt vom Bedarf des Haushaltes und dem Nutzungsprofil ab. Natürlich darf der Speicher nicht zu klein sein, um möglichst wenig Strom zusätzlich aus dem öffentlichen Netz beziehen zu müssen. Ein zu großer Speicher verursacht jedoch auch höhere Investitionskosten und es besteht das Risiko der dauerhaften Speicherung von Strom, der andernfalls für eine Vergütung ins Netz eingespeist worden wäre. Lassen Sie sich vor dem Kauf eines Stromspeichers daher ausreichend beraten, um die richtige Speicherkapazität zu wählen.

Für PV-Anlagenbesitzer, die ihre Anlage vor dem Jahr 2009 in Betrieb genommen haben, lohnt sich ein Stromspeicher aufgrund der hohen Einspeisevergütung von über 30 Cent pro Kilowattstunde nicht. Die Vergütung liegt bei älteren Anlagen über dem aktuellen Strompreis, weshalb ein möglichst hoher Eigenverbrauch nicht wirtschaftlich ist.

Eine Ausnahme bilden Photovoltaikanlagen, die die maximale Förderdauer von 20 Jahren bereits überschritten haben. Da viele Anlagen auch nach 20 Jahren durchaus noch viel Strom erzeugen, lohnt sich der Weiterbetrieb für den Eigenverbrauch. Weitere Optionen sind die Direktvermarktung des Stroms oder die Annahme einer geringen Einspeisevergütung, die als Übergangslösung für ausgeförderte Anlagen erstellt wurde.

Für PV-Anlagen, die zwischen dem 1. Januar 2009 und 31. März 2012 installiert wurden, gilt eine Sonderregelung: Der Eigenverbrauch von selbsterzeugtem Strom wird zusätzlich vergütet. Die Höhe dieser Eigenverbrauchsvergütung wird durch den Zeitpunkt der Inbetriebnahme, der Anlagengröße sowie dem Eigenverbrauchsanteil bestimmt. Zudem liegt die Einspeisevergütung seit 2011 bei unter 30 Cent pro Kilowattstunde, weshalb eine Stromspeicher-Nachrüstung sinnvoll sein kann. Ob sich die Investitionskosten lohnen, sollten Sie individuell mit einem Fachmann berechnen. Die Vergütungssätze für den Eigenverbrauch und das Einspeisen von Strom fallen auch innerhalb des oben genannten Zeitraums unterschiedlich aus.

Phasenwerk-Lexikon (A-Z)

“alternating current” – Abkürzung für Wechselstrom der periodisch seine Richtung verändert. Haushaltsgeräte benötigen immer Wechselstrom der z.B. 50 Mal pro Sekunde (50Hz) seine Richtung wechselt

Bei einem AC-gekoppelten System schließt man den Batterie-Wechselrichter an das Hausnetz an und wandelt den Wechselstrom (AC) in Gleichsstrom (DC) um. AC-Systeme sind ideal, wenn Sie schon eine Solaranlage mit PV-Wechselrichter besitzen und einen Stromspeicher nachrüsten wollen.

Synonym für Ausgangsleistung. Es handelt sich dabei um eine Kenngröße für die Leistung des Wechselrichters, die angibt, zu welchem Prozentsatz der Wechselrichter Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln kann. Die bestmögliche ACNennleistung läge demnach theoretisch bei 100 Prozent.

Autarkie bedeutet die Unabhängigkeit vom Stromnetz. Wird von einem Autarkiegrad gesprochen, ist der Anteil des Strombedarfs gemeint, die der Anlagenbetreiber mit seiner Photovoltaikanlage decken kann, ohne Strom aus dem Netz beziehen zu müssen.

Batterie-Wechselrichter lohnen sich insbesondere für diejenigen, die bereits eine Photovoltaikanlage besitzen oder unabhängig von der PV-Anlage ein Speichersystem errichten wollen. Sie werden einfach parallel zu der PV-Anlage an das AC-Netz angebunden.

“direct current” – Abkürzung für Gleichstrom der periodisch seine Richtung nicht verändert und somit eine gleichbleibende Fließrichtung hat. Solaranlagen erzeugen immer Gleichstrom der durch einen Wechselrichter umgewandelt und somit für den Haushalt nützlich gemacht wird.

Bei einem DC-gekoppelten System sind PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter miteinander vereint. Ein DC-System nimmt erzeugte Energie nahezu direkt von deiner PV-Anlage auf. Dabei muss man die Spannung der in Reihe verschalteten Solarmodule (PV-Strings) an die der Batterie anpassen. Für die Entladung nutzt das DC-System den integrierten PV-Wechselrichter, um die Energie ins Hausnetz einzuspeisen. DC-Systeme sind meistens nur für Neuinstallationen geeignet.

Eine Einspeisevergütung, auch Einspeisungsvergütung, ist eine staatlich festgelegte Vergütung von Strom, die dazu dient, bestimmte Arten der Stromerzeugung zu fördern.

Eine Photovoltaik Insellösung bzw. Inselanlage hingegen ist vom öffentlichen Stromnetz getrennt. Nicht nur die Energieerzeugung, sondern auch der Stromspeicher einer PV Inselanlage ist dabei unabhängig vom öffentlichen Netz. Als Betreiber einer solchen Inselanlage müssen Sie also keinen Strom von Netzbetreibern zu Ihrem selbst produzierten Solarstrom zukaufen, lösen sich damit von deren Preissteigerungen und werden mit Ihrer Anlage schließlich autark. Mit einer Solar Inselanlage speichern Sie Strom in Akkus, um ihn bei Bedarf selbst zu verbrauchen.

Eine Kilowattstunde (kWh) – auch als elektrische Arbeit bezeichnet – entspricht der Menge an Energie, die eine Maschine mit einer Leistung von einem Kilowatt (1 kW = 1.000 Watt) innerhalb einer Stunde produziert oder benötigt.

Die Marktprämie ist eine EEG-umlagenfinanzierte Zahlung an Betreiber von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien, die die Differenz zwischen dem Großhandelspreis für Strom und der anlagenspezifischen Förderhöhe ausgleicht. Die Marktprämie wird vom Verteilnetzbetreiber an Anlagenbetreiber ausgezahlt, die nicht mehr die fixe EEG-Vergütung in Anspruch nehmen, sondern sich für einen Wechsel in die Direktvermarktung entschieden haben oder sogar verpflichtet sind, ihren Strom direktzuvermarkten.

Unter dem Begriff Maximum Power Point TrackingMPP-Tracking oder MPPT (auf deutsch etwa „Maximal-Leistungspunkt-Suche“) bezeichnet man in der Elektrotechnik, speziell in der Photovoltaik, ein Verfahren, bei dem die elektrische Belastung einer Solarzelle, eines Solarmoduls oder von mehreren in Reihe geschalteten Solarmodulen („string“, deutsch auch „Strang“) so angepasst wird, dass den Zellen die größte mögliche Leistung entnommen werden kann. Bei Solarzellen ist dieser optimale Betriebspunkt nicht konstant, sondern hängt unter anderem von der Bestrahlungsstärke, der Temperatur am Solarmodul und dem Typ der Solarzellen ab.

Direktvermarktung Erneuerbare Energien ist eine in Deutschland seit 2012 geförderte Form der Vermarktung erneuerbarer Energien.

Wer Strom aus Erneuerbaren Energien direkt vermarktet, verkauft den eingespeisten Strom in den meisten Fällen über das Marktprämienmodell an der Strombörse (etwa am Spotmarkt der EEX). Hier wird der erzeugte Grünstrom gleichberechtigt neben konventionell erzeugtem Strom gehandelt und zum selben Marktpreis verkauft.  Die Strombörsenerlöse werden vom Direktvermarkter an den Betreiber überwiesen, die Marktprämie wird, inklusive der eingepreisten Managementprämie, vom Verteilnetzbetreiber ausgezahlt. Die Summe aus Börsenerlös und Marktprämie entspricht dabei mindestens der Höhe der fixen Einspeisevergütung. Bei der Direktvermarktung unterscheidet man zwischen der verpflichtenden Direktvermarktung von Neuanlagen und der optionalen Direktvermarktung von Bestandsanlagen.

Als Schwarzstart wird das Anfahren eines Kraftwerks bezeichnet, wenn dies unabhängig vom Stromnetz geschieht. Unter Schwarzstartfähigkeit versteht man die Fähigkeit eines Kraftwerks, unabhängig vom Stromnetz vom abgeschalteten Zustand ausgehend hochzufahren.

Phasenwerk Formelsammlung

Gesamtkosten/Laufzeit

Jahresertrag * Eigenverbrauchsanteil

Jahresertrag – Eigenverbrauch

Einspeisung * Einspeisungsvergütung

Eigenverbrauch * Stromkosten

Eigenverbrauch * (Stromkosten Vorjahr * 1 + Erhöhung der Strompreise pro Jahr)

Selbstverbrauchte kWh * Strompreis + Einspeisung

Anschaffungskostenanteil + Zinskosten

Leistung der Anlage (kWp) * Sonneneinstrahlung (z.B. 1.000 kWh/kWp)

Leistung der Anlage (kWp) * (Jahresertrag 1. Jahr * 1 – Rückgang der jährlichen PV-Leistung)

(Einspeisevergütung – (Anschaffungskostenanteil + laufende Kosten + Zinskosten)) / (Anschaffungskostenanteil + laufende Kosten + Zinskosten)

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