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Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie durch Solarzellen, die aus dem Tageslicht Gleichstrom erzeugen. Dieser kann in Batterien gespeichert werden. Mit Hilfe eines Wechselrichters wird die Energie in Wechselstrom umgewandelt, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.
Wieviel Energie produziert eine PV-Anlage?
Ein Kilowatt (1 kW) installierter PV-Leistung produziert, je nach Standort und Ausrichtung der Anlage, jährlich ca. 750- 900 kWh Strom. Die weit verbreitete standardmäßige 3 kW PV-Anlage könnte somit den jährlichen Energiebedarf einer vierköpfigen Familie zu ca. 80% decken.
Wie groß ist der Flächenbedarf einer PV-Anlage?
Eine 3 kW Photovoltaik-Anlage benötigt eine Fläche von rund 24 m2.
 Wie bestimme ich die Größe einer PV-Anlage?
Die Größe und Art der PV-Anlage wird entsprechend dem Gebäude ausgelegt. Die Dimension der Anlage wird durch die verfügbare Fläche und die Investitionsmöglichkeiten bestimmt. Ein weiteres Auslegungskriterium ist der prozentuale Anteil des eigenen Stromverbrauches welcher mit Solarstrom gedeckt werden soll.
Brauche ich eine Baugenehmigung?
Zur Montage von Solaranlagen ist in der Bundesrepublik Deutschland im Prinzip keine Baugenehmigung notwendig. Wer jedoch in einem Sanierungsgebiet, im Altstadt- oder denkmalgeschützten Bereich wohnt, sollte vor Beginn bei den zuständigen Baubehörden nachfragen.
Welche baulichen Voraussetzungen benötige ich für meine Photovoltaik-Anlage?
Eine PV-Anlage kann grundsätzlich überall, vorrangig auf einem Flach- oder Schrägdach montiert werden. Die Dachfläche sollte vorzugsweise nach Süden zeigen. Abweichungen von 15 - 20 Grad können vernachlässigt werden. Wichtig ist jedoch, dass auch im Winter bei niedrig stehender Sonne die Dachfläche keiner Verschattung, z.B. von Bäumen oder Nachbargebäuden, ausgesetzt ist.
Wo kann ich die Solarmodule montieren?
• Die Module können in die Dachhaut integriert oder bei bestehenden Dächern aufgebaut werden.
• Auf Flachdächern werden die Module mit einer geeigneten Montagekonstruktion aufgeständert.
• Solarmodule als Fassadenelemente oder Schallschutz
• Solarmodule als Sonnenschutzelemente für Fensterfassaden, Oberlichter, Wintergärten usw.
• Schattenspender für Abstellplätze, Unterstände, Überdachungen
Wie sind Solarzellen aufgebaut?
Marktgängige Solarzellen sind aus sehr dünnen, von Blöcken gesägten Siliziumscheiben gefertigt. Die Scheiben haben meist eine Größe von 5" oder 6" (Zoll) und werden auf Vorder- und Rückseite mit einem elektrischen Kontaktgitter versehen. Im Modul werden dann viele einzelne Zellen elektrisch verbunden und zwischen Glas- oder Kunststoffscheiben eingebettet.
Ein weiteres Verfahren, das zukünftig größere Bedeutung erlangen wird, ist die "Dünnschichttechnologie". Das Solarzellenmaterial wird dabei großflächig - z. B. durch verdampfen - direkt auf die Trägerscheiben des Moduls aufgebracht. Damit können die derzeitigen Herstellungskosten langfristig reduziert werden.
Wie viel elektrische Energie produziert eine Photovotaik-Anlage?
Marktübliche Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von etwa 12 - 17%. Das heißt, 12 - 17% der Strahlungsenergie der Sonne werden in elektrische Energie umgewandelt. Eine Anlage mit etwa 8 m² Solarzellen auf dem Dach hat somit bei klarem Himmel und zur Mittagszeit eine Spitzenleistung von ca. 1 kW. Übers Jahr gemittelt liefert eine solche Anlage in unseren Breiten 700 - 1000 kWh elektrische Energie. Dies deckt etwa den Verbrauch einer Person im Privathaushalt.
 Netzkopplung oder Inselbetrieb?
Elektrische Energie liegt nur im Moment der Erzeugung vor. Um den erzeugten Solarstrom nutzen zu können, muß er entweder sofort verbraucht oder in einer Batterie zwischengespeichert werden.
Bei "Netzkopplung" wird die Photovoltaik-Anlage über einen Wechselrichter an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. In diesem Fall wird zusätzlicher Strombedarf - bei Dunkelheit oder Schlechtwetterperioden - wie bisher aus dem Netz gedeckt, überschüssiger Strom hingegen wird ins Netz eingespeist. Der eingespeiste Strom steht anderen Verbrauchern außerhalb Ihres Hauses zur Verfügung und verringert dadurch den Anteil an elektrischer Energie, der vom Elektrizitätswerk erzeugt werden muß. Das öffentliche Netz übernimmt hier eine Art Ausgleichsfunktion, die Ihnen die teure Batteriespeicherung erspart, und erlaubt eine flexiblere Auslegung Ihrer Anlage, da sie sich nicht an Ihrem Spitzenbedarf und ungünstigen Wetterbedingungen orientieren muß.
Bei fehlendem Netzanschluß hingegen, z.B. in Berghütten oder Wochenendhäusern, ist "Inselbetrieb" mit Batteriespeicherung erforderlich. In vielen Fällen ist diese Lösung preiswerter als das Legen eines Netzanschlusses.
Was bekomme ich für den eingespeisten Strom?
Fiktiv und an Ihrem Ausgangszähler auch sichtbar, wird natürlich der gesamte von der PV-Anlage erzeugte Strom ins öffentliche Netz eingespeist.
Die seit dem 01.01.2009 in Kraft getretenen Einspeisevergütung regelt gesetzlich daß z.B. für Anlagen auf Gebäuden (mit einer Nennleistung bis 30 kWp) 43,01 Cent/kWh gezahlt werden müssen (Degression: 8 % jährlich ab 2009).
Diese Vergütung von 43,01 Cent/KWh muss Ihr zuständiger Energieversorger/Stromlieferant für 20 Jahre (zzgl. für den Rest des Jahres der Inbetriebnahme) garantiert abnehmen, und zwar vorrangig - also den gesamten solarerzeugten Strom.
Neu ist, daß alternativ zur kompletten Netzeinspeisung, der erzeugte Strom gleich selbst verbraucht wird. Die Vergütung beträgt in diesem Fall 25,01 Cent / kWh. Rechnet man dazu noch die eingesparten Strombezugskosten, kann die Gesamtvergütung (abhängig vom individuellen Strombezugspreis, z.B. 19,8 Cent / kWh) sogar höher liegen als bei kompletter Einspeisung.
Wie lange hält eine Photovoltaik-Anlage?
Solarzellenmodule aus kristallinem Silizium sind der robusteste und langlebigste Teil einer Anlage, mit Lebensdauern von weit über 20 Jahren. Viele Anlagen sind heute unter rauhesten klimatischen Bedingungen, beispielsweise zur Stromversorgung von Berghütten, im Einsatz. Photovoltaik-Anlagen sind somit eine sehr langfristige Investition, die Ihre Stromversorgung über Jahrzehnte sichern kann.
Fast alle Modulhersteller geben eine Leistungsgarantie auf 80 % der Nennleistung bis zu 25 Jahren.
 Was kostet eine Photovoltaik-Anlage?
Eine Anlage mit 8-10 m² Modulfläche (etwa 1kW p) inclusive Aufdachmontage, Anmeldung beim EVU, Probetrieb, Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage (schlüsselfertig!) kostet derzeit ca. 3.400 - 3.800€. Etwa zwei Drittel der Kosten ist durch den Preis der Solarmodule bestimmt, der Rest setzt sich zusammen aus Montage-, Planungs- und Inbetriebnahmekosten, dem Montagegestell für die Aufdachmontage, elektrischer Verdrahtung und dem Wechselrichter, der den Gleichstrom in 230 V Wechselstrom umwandelt.
Jeder etwas handwerklich Vorgebildete (und schwindelfreie) kann jedoch durch Eigenmontage der
Module und des Wechselrichters nach Einweisung durch uns (Selbstbauseminar) einen Großteil der
Montagekosten einsparen. Fragen Sie uns einfach.
Silizium-Solarzellen (Module) mit unterschiedlichen Wirkungsgraden
Silizium wird aus Quarzsand gewonnen, ist unlöslich in Wasser und unempfindlich gegen Säuren. Je reiner das Silizium, desto höher sein Wirkungsgrad. Die kleinste photovoltaische Einheit ist die kristalline Siliziumzelle, eine Scheibe von z.B. 125 x 125 mm und 0,35 mm dünn. Den höchsten Wirkungsgrad von > 16% erzielen die monokristallinen Zellen. Sie haben eine homogene Oberfläche und sind in der Regel von blauer bis schwarzer Farbe. Die auf den kristallinen Zellen sichtbaren metallischen Leiterbahnen dienen der Aufnahme und Weitergabe des gewonnen Stroms. Etwa 15 - 16% Wirkungsgrad haben poly- bzw. multikristalline Zellen. Sie zeigen eine lebhafte, blauschimmernde Kristallstruktur
Kristalline Zellen werden mit ihren Leiterbahnen verbunden und zu großflächigen Modulen zusammengefügt. Zu diesem Zweck werden die verbundenen Zellen zwischen zwei gehärteten Glasscheiben eingebettet. Frontscheibe und Gießharz sind hochtransparent.
Die größten Zellflächen werden mit amorphen Zellen erreicht. Sie entstehen durch Aufdampfen von Silizium auf Glasscheiben im Format 600 x 1.000 mm im Hochvakuum. Es gibt sie in den Ausführungen "opak" , lichtundurchlässig und "semitransparent", mit 12% Lichtdurchlässigkeit. Ihre Farbe ist dunkelbraun-rötlich. Amorphe Zellen erreichen einen Wirkungsgrad von rund 5%. Sie werden für die Herstellung eines Moduls in "Patch-Work" vollflächig zusammengesetzt, elektrisch verbunden und dann zwischen zwei Glasscheiben in hochtransparentem Gießharz eingebettet.
Wechselrichter - Aus Gleichstrom wird Wechselstrom
 SMA Sunny Boy-WechselrichterSpannungswandlung
Im Wechselrichter wird die Gleichspannung in Wechselspannung von 220 V und 50 Hz umgewandelt; diese kann an beliebiger Stelle mit dem Hausnetz verbunden werden. Wechselrichter arbeiten automatisch und speisen immer die maximale Leistung in das Hausnetz ein.
Inselanlage oder netzgekoppelte Anlage
Bei Wechselrichtern unterscheidet man zwischen netzgekoppelten Geräten und Inselgeräten. Netzgekoppelte Geräte sind von den Energieversorgern für den netzparallelen Betrieb zugelassen.
Wartung
Wechselrichter müssen nicht gewartet werden und arbeiten auf Transistorbasis (IGBT). Höchste Zuverlässigkeit und eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren werden bereits systematisch bei der Entwicklung berücksichtigt.
Hausinstallation eines Wechselrichters
1. Der Wechselrichter wird mit Steckverbindern an die Photovoltaikanlage angeschlossen.
2. Hier wird das Pluskabel und das Minuskabel in den Wechselrichter gesteckt.
3. Der Wechselrichter ist damit betriebsbereit - Mehr ist nicht notwendig.
4. Es muss jetzt noch das Wechselstromkabel (NYM 3x2,5qmm) zum Hausnetz gelegt werden.
5. Ein Lasttrenner und ein Fehlerstromschutzschalter werden in die Verteilung eingebaut.
Ihr Energieversorger baut einen neuen Zähler ein. Dieser Zähler zählt die Einspeisung und den Verbrauch.
Extra Info
Alle Wechselrichter müssen in Deutschlkand eine permanente und doppelte Netzüberwachung durchführen. Hier wird die Netzimpedanz von zwei unabhängigen Prozessoren gemessen. Sobald das Versorgungsnetz abgeschaltet wird, ändert sich die Impedanz und die Wechselrichter schalten ab ! Die Netzüberwachung ist von der Berufsgenossenschaft und der "VDEW " anerkannt.
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