Foto­voltaik

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

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

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 | Crea­tive Commons 3.0