Solarzellen verwandeln Sonnenlicht in elektrischen Strom

Fotovoltaikmodule sind bereits seit Jahren ausgereift. Auch die benötigten Wechselrichter arbeiten sehr zuverlässig. Fotovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Dieses Verfahren hat jedoch nichts mit Sonnenkollektoren zu tun, in denen die Sonnenstrahlung rein thermisch genutzt wird – etwa für die Brauchwarmwasserbereitung oder zum Heizen. Beide Systeme nutzen technisch die Sonnenenergie. Aber dank stark gesunkener Preise der Module verdrängt Fotovoltaik betriebswirtschaftlich sowie ökologisch mehr und mehr die Solarthermie mit ihren Sonnenkollektoren.

Fotovoltaik verlangt nur wenig Wartung

Fotovoltaik bietet Vorteile gegenüber anderen Methoden der dezentralen Energieerzeugung: Es ist nämlich notwendig, etwa Blockheizkraftwerke intensiv zu warten und zu reinigen, denn sämtliche beweglichen Teile dieser Art von Stromproduktion rufen nach Aufmerksamkeit. Bei der Fotovoltaik läuft so etwas einfacher: Anlagenbetreiber sollten lediglich die Betriebseffizienz überwachen.

Auf die Größe kommt es an

Die Größe einer Anlage muss zur individuellen Situation vor Ort passen: Als entscheidender Parameter dient die Nennleistung in Kilowatt peak (kWp) für die aus Solarzellen aufgebauten Module. Abhängig von Art und Wirkungsgrad der Solarzellen entspricht 1 kWp Nennleistung einer Modulfläche von 7 m2 bis 10 m2. Weitere Faktoren beeinflussen den tatsächlichen Energieertrag: Anlagenalter, Ausrichtung zur Sonne, Dimensionierung der Fotovoltaikmodulfelder, geografische Lage, Montage, Wetter.

Fotovoltaikanlage auf Flachdach
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Solarstrom selber nutzen in Baden-Württemberg

Stromproduktion für den Eigenbedarf

Neben der Optimierung der Anlageneffizienz ist es wichtig, den erzeugten Strom optimal zu nutzen. Es reicht für einen betriebswirtschaftlichen Erfolg nicht aus, die Anlage auf maximale Stromerzeugung zu betrachten, viel wichtiger ist es, den Anlagenbetrieb hinsichtlich der Verwendung der Energie zu optimieren.

Aktuell – und auch langfristig – lautet die Aufgabenstellung: Verbrauchen Sie möglichst viel von dem Solarstrom selber, um den Einkauf des immer teurer werdenden Stroms zu reduzieren! Denn die Netzbetreiber zahlen für den Überschussstrom lediglich die gesetzlich garantierte Einspeisevergütung nach Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Dazu müssen aber das gut kalkulierbare solare Angebot und Ihre Verbräuche im täglichen und saisonalen Verlauf (Lastgänge) aufeinander abgestimmt sein!

Fotovoltaik mit Energiemesswesen und Energiemanagement

Mittlerweile rentiert sich also die Maximierung der Eigenstromnutzung, nachdem die Einspeisevergütung eine neue Fotovoltaikanlage nicht mehr auf Dauer finanziert. Bis heute melden etliche elektronische Anzeigetafeln den Erfolg auf Basis der Zuwendungen der Netzbetreiber: »So viel Strom gewinnen wir gerade aus natürlichen Ressourcen, entsprechend soundsoviel Euro.« Öffentliche Einrichtungen, Kirchen und viele Bildungseinrichtungen erhalten weiterhin beim Bundesamt für Ausfuhr und Wirtschaftskontrolle (BAFA) einen Zuschuss für solche »Maßnahmen zur Visualisierung des Ertrages Erneuerbarer Energien«.

In der Praxis ist es jedoch nötig geworden, komplexere Zusammenhänge zu erfassen. Deshalb liefert das Energiemesswesen differenzierte Daten besonders in Unternehmen: Wie ergiebig funktioniert eine Anlage im täglichen Einsatz, und wieviel Strom wird im Gegenzug an welchen Stellen verbraucht? Konkrete Werte erleichtern den Einstieg in ein Energiemanagementsystem nach ISO 50001, das die Maximierung der Eigenstromnutzung als Ziel berücksichtigt.

Analyse der individuellen Verbrauchsstruktur

Die Stromproduktion mithilfe der Sonne stößt an elementare Grenzen: Tag- und Nachtschwankungen, Winter, Wolken. Dessen ungeachtet benötigen wir elektrischen Strom selbstverständlich rund um die Uhr. Computer, Fernseher, Fließbänder, Kochherde ziehen kurzerhand teuren Netzstrom, wenn die Solarzellen ruhen. Durch Analyse der individuellen Verbrauchsstruktur lässt sich die Wirtschaftlichkeit bei einer neuen Fotovoltaikanlage verlässlich berechnen oder bei einer bereits bestehenden Installation erhöhen. Bei Bedarf kann solch eine detaillierte Beurteilung im Mittelpunkt einer Energieberatung stehen.

Verschiedene Wechselrichter für Fotovoltaikanlagen Bild: tjg_3d | pixabay
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Finnischer Energieversorger wirbt absurd für Solarenergie

Helfen Speicher, wenn Solarzellen bei Dunkelheit ruhen?

Die KfW Bankengruppe begünstigt die Anbindung von Batteriesystemen an Fotovoltaikanlagen: Sie vergibt einen Kredit zu günstigen Bedingungen, ergänzt um einen Tilgungszuschuss (KfW Nr. 275). Allerdings signalisieren zahlreiche Politiker auch hier den Rückzug aus der finanziellen Unterstützung der Fotovoltaik: Die Fördersätze für den Tilgungszuschuss sinken schnell, bis das Programm nach nicht mal drei Jahren Laufzeit im Dezember 2018 endet – Neuauflage ungewiss.

Ohnehin haben sich solche Stromspeicher noch nicht vollständig etabliert. Ihr Energieberater informiert über moderne Techniken wie Lithium-Ionen-Batterien. Wie weit passen die Speichersysteme zu Ihnen und optimieren tatsächlich die Eigenstromnutzung?

Erst nach und nach schiebt der Preisverfall bei Stromspeichern die Kombination aus Fotovoltaikanlage und Batterien in die Rentabilität. Gibt es also gute Gründe, vorerst die Anschaffungskosten für Stromspeicher zu vermeiden? Beurteilen Sie diese Fragen zusammen mit uns anhand Ihrer individuellen Situation.

 

Warum lohnt der Betrieb einer Fotovoltaikanlage?

Der Betrieb von Fotovoltaikanlagen ist sowohl für Privatleute als auch für Unternehmen sowie für Einrichtungen der Öffentlichen Hand sinnvoll. Die Technik zur Erzeugung und zum Einsatz von Strom aus Sonnenlicht

  • arbeitet wartungsarm
  • ermöglicht die Nutzung von selbst produziertem Strom
  • ist inzwischen selbst ohne Förderung mit guten Amortisationszeiten zu betreiben
  • lässt sich leicht in Gebäude und technische Einrichtungen integrieren
  • läuft wirtschaftlich bei Maximierung der Eigenstromnutzung
  • sorgt für ein sichtbar gutes Gefühl bei den Betreibern
  • stützt den Erfolg eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001

EnEV und KfW-Effizienzhaus

In ihrer Kalkulation der Gesamtenergieeffizienz berücksichtigt die Energieeinsparverordnung EnEV bestimmte Anteile von regenerativer Stromerzeugung. Bei der Berechnung des Primärenergiebedarfs (»Umweltbelastung«), der durch Gebäudestromanwendungen entsteht, zum Beispiel für elektrische Beheizung (Wärmepumpen), Hilfsenergie, Lüftungstechnik, Kältetechnik, Beleuchtung etc., wird der solar erzeugte und dort verwendbare Strom berücksichtigt. Somit lassen sich Effizienzhausziele und die damit verbundenen Fördergelder durch eine Fotovoltaikanlage, die für sich schon amortisierend ist, einfacher erreichen. Allerdings muss diese Anlage im räumlichen Zusammenhang mit dem bilanzierten Gebäude stehen, also auf dessen Dach oder einem Lagerhaus oder ähnlich. Nicht zuletzt verlangen die besonders strengen Mindestanforderungen an ein KfW-Effizienzhaus 40 plus die Montage einer »stromerzeugenden Anlage auf Basis erneuerbarer Energien«, also etwa einer Fotovoltaikanlage.

Fachwerkhaus mit Fotovoltaikanlage Bild: Túrelio | Wikimedia | CC BY 3.0