Photovoltaik

Mit Photovoltaik (PV) wird der physikalische Vorgang bezeichnet, bei dem aus Licht auf direktem Weg elektrische Energie gewonnen wird.
Als PV-Anlage bezeichnet man ein- oder mehrere Solarmodule. Ein Solarmodul wiederum kennzeichnet eine Zusammenschaltung von mehreren Solarzellen.


Module

Als ein Modul bezeichnet man eine bestimmte Anzahl von zusammengeschalteten Solarzellen. Diese werden in der Regel in einen Rahmen mit Glasscheibe gebettet. Module gibt es in vielen Größen und Leistungen (von ca. 30 Wp bis ca. 700 Wp). Auf dem deutschen Markt gibt es ca. 150 Modulanbieter die wiederum unterschiedliche Größen, Leistungen und Solarzellen (z.B. amorphe, polykristalline, monokristalline Zellen) anbieten. Insgesamt gibt es in Deutschland ca. 500 verschiedene Module. Die Leistungsangaben der Module werden in Wp angegeben, es handelt sich hierbei um einen Laborwert (siehe Details), um die Modulleistungen vergleichen und einordnen zu können. Die einzelnen Module werden wiederum zu dem sichtbaren Teil der Solaranlage geschaltet, je nach Anlagengröße. Die Anlagengröße wird in kWp (Kilowattpeak) angegeben, hierbei handelt es sich wieder um den Laborwert.

Qualitätsmerkmale- und unterschiede:
Grundsätzlich wichtig ist natürlich die Verarbeitung, z. B. des Rahmens und der Eindichtung, der Anschlussdose usw.

Weitere Merkmale:

  • Produktgarantie (von 2 - 20 Jahren)
  • El. Kennwerte (z.B. Spannungsfestigkeit)
  • Leistungstoleranz, da Module in Reihe geschaltet werden, ist das Modul mit der niedrigsten Leistung das Ausschlaggebende, mehr können alle mit diesem Modul verschalteten Module nicht leisten. Angaben z.B. +- 5%.
  • Leistungsgarantie (z.B. 80% auf 25 Jahre, nicht überbewerten, wenn die Module so schlecht währen, würde das ganze nur bedingt Sinn machen).
  • Alterung, Module verlieren Leistung, und zwar nicht wie oft angegeben gleichmäßig über die Jahre, sondern zum größten Teil in den ersten 15 Monaten, manche mehr, manche weniger.
  • Testergebnisse und Langzeiterfahrungen, Es gibt Testergebnisse von Stiftung Warentest und es gibt Langzeituntersuchungen von unabhängigen Laboren.


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Befestigungssysteme

Die Module werden auf einem Gestell befestigt, diese wiederum auf dem Dach. Es gibt inzwischen für alle Dächer eine Lösung. Es gibt Schrägdach-, Flachdach-, und Fassadenbefestigungen, für die Dachverbindung entsprechend Eternit-, Wellblech- oder für verschiedene Pfannentypen Dachhaken.

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Leitungen und Einspeisung

Von den Modulen werden Leitungen zu den Wechselrichtern, vom Wechselrichter zum Einspeisezähler benötigt. Um optimale Erträge zu erzielen sollten die Leitungen hier großzügig dimensioniert werden. Außerdem können Fehler wie das Ausschalten des Wechselrichter durch zu hohen Widerstand vermieden werden. Die Leitungsquerschnitte werden je nach Gegebenheit berechnet. Für die Einspeisung werden Sicherheitsvorrichtungen und ein Zählerplatz benötigt.

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Wechselrichter

Wechselrichter müssen immer nach den Modulen und der möglichen Verschaltung sowie den örtlichen Gegebenheiten ausgesucht werden. Die falsche Auswahl und Verschaltung kostet bares Geld.
Beispiel aus der Praxis:
Die Überprüfung eines Handwerkerangebotes von einer 5 kWp Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) ergab, das der Einsatz eines anderen Wechselrichters auf 20 Jahre gerechnet einen Mehrertrag von ca. 8.000 € erwirtschaftet. Des weiteren muss bedacht werden, das Wechselrichter der häufigste Ausfallgrund sind.

Qualitätsmerkmale- und unterschiede:

  • Produktgarantie (von 2- 10 Jahren)
  • Austauschzeiten, manche Hersteller bieten einen 24 Stunden Austauschservice
  • Überwachungsmöglichkeiten, es muss schnell registriert werden wenn die Anlage steht
  • Wirkungsgrad und Techn. Daten

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Überwachungssysteme

Ein besonders wichtiger, aber oft übersehener Punkt.
Es muss schnell registriert werden wenn die Anlage nicht läuft, und das auch nach 15 Jahren in denen alles gut gegangen ist. Denn wenn die Anlage über längere Zeit unbemerkt steht ist die Wirtschaftlichkeitsberechnung natürlich nicht mehr einzuhalten.
Möglichkeiten der Überwachung:

  • Warnlampen und Display am Wechselrichter, nur zu empfehlen wenn die Wechselrichter an einem Ort installiert werden, an dem man mind. 20 Jahre jeden Tag aufmerksam vorbeigeht
  • Überwachung durch Datenlogger, hier kann eine Vielzahl von Möglichkeiten ausgeschöpft werden, z.B. Störmeldung auf Fax-Gerät oder per e-mail, Warnhupe, PC-Auswertung bis hin zu ganzen Wetterstationen

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Standort

Die Grundvorrausetzung für den Bau einer PV-Anlage ist ein geeigneter Standort. Dieser muss besichtigt werden um Dachart, Verschattungen, zur Verfügung stehenden Flächengrößen, Statik usw. einordnen zu können. Eine Pauschalisierung ist nicht möglich, hier besteht eine große Gefahr.

Standortkriterien:

  • Ausrichtung, möglichst direkt nach Süden bis 10 ° Abweichung ist sehr gut, bis 45 ° sinnvoll, darüber wirtschaftlich schwierig.
  • Dachneigung, optimale Dachneigung und Erträge je nach Standort in Deutschland um die 30° . Gute Dachneigungen sind von mind. 15° bis max. 55° geneigte Dächer. Unter 15° sollte auch aus Gründen der Selbstreinigung durch Regen nicht realisiert werden, hier muss aufgeständert werden.
  • Verschattung, Verschattungen durch Gebäude und Bäume sind möglichst zu vermeiden, weil Sie aufgrund der Verschaltung in Reihe zu erheblichen Ertragseinbußen führen. Wird z.B. ein Modul auch nur teilweise verschattet, so sind alle Module die zu diesem Modul in Reihe geschaltet so wie, je nach Wechselrichter evtl. auch alle Module die an diesem Wechselrichter angeschlossen sind, in ihrer Leistung eingeschränkt

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Wirtschaftlichkeit

Zur Zeit regelt das EEG-Vorschaltgesetz die Einspeisevergütung. Die Einspeisevergütung ist nach Anlagengröße (bis 30 kWp, von 30- bis 100 kWp und Anlagenaufbauort (Fassade, Dach, Freifläche) berechnet und nimmt jedes Jahr um eine vorgegebene Prozentzahl ab. Nach den Wetterdatensätze der letzten 20 Jahre sind in Deutschland durchschnittliche Erträge von ca. 800 – 1.000 kWh/ kWp zu erwarten. Bei jeder seriösen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sollten Kosten für Reperaturen (Wechselrichter z. B. halten eher selten 20 Jahre), Wartung und Versicherung ausreichend als jährliche Betriebskosten enthalten sein. Des weiteren sollte man tatsächliche Leistung und Ertrag der Anlage nicht überbewerten sondern langfristig mit Ertragsminderung. Hierdurch werden überschwengliche weitverbreitete Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen deutlich relativiert. Auch kann der Ertrag durch viele Faktoren wie eingesetzte Anlagentechnik, Standort und natürlich Wetter usw. stark variieren von ca. 700 kWh/kWp bis über 1.100 kWh/kWp. Aus diesen Gründen ist eine genaue Analyse für jede einzelne Anlage zwingend notwendig. Wirtschaftlich sinnvoll werden PV-Anlagen ab ca. 5 kWp, optimal ist eine Anlagengröße von 30 kWp oder ab 50 kWp oder ab 200 kWp. Dabei sollte man bedenken, das eine 30 kWp PV-Anlage je nach Modulen eine Fläche von 200 – 250 m benötigt.

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Eigenleistungen

Häufig wird empfohlen, die Dachinstallationen in Eigenleistung zu erbringen. Das sollte man kritisch betrachten. Fragen wie Gewährleistung und Haftung sind zu klären und oftmals stellt sich im nachhinein heraus das das Gestell wieder abgebaut werden muss. Verkantungen und dadurch defekte an Modulen, heruntergefallene Module, und andere Probleme können auftreten.

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