Hintergründe zu: Photovoltaik
Photovoltaik ist die direkte Umwandlung der Energie des Sonnenlichts in Strom mittels aus einzelnen Solarzellen aufgebauten Solarmodulen. Das Wort kommt von „Photon“ (griechisch: Licht) und „Volta“ (italienischer Erfinder, nach dem die Einheit der elektrischen Spannung „Volt“ benannt wurde).
Das Prinzip der Photovoltaik: Sonnenlicht fällt auf eine Halbleiterzelle, darin entsteht eine Spannung und im Ergebnis fließt elektrischer Strom. Die Zellen brauchen keine bewegten Teile, keine hohen Temperaturen, keine gefährlichen Brennstoffe und stoßen keine schädlichen Abgase aus.
In Deutschland werden Photovoltaik-Anlagen derzeit steuerlich begünstigt (sowohl in der Erstellung als auch dem Betrieb), siehe auch den untenstehenden Abschnitt EEG. Dies macht sie neben dem offensichtlichen Vorteil der Teil-Autarkie – Photovoltaik ist mittlerweile die preiswerteste Technik, um elektrischen Strom zu erzeugen – bei der Stromversorgung auch zu einem attraktiven Finanz-Investment.
Aus welchen Komponenten besteht eine Photovoltaikanlage?
Eine Photovoltaikanlage besteht aus folgenden Komponenten, die individuell aufeinander abgestimmt sind und somit an die baulichen Grundgegebenheiten des Gebäudes bzw. Grundstücks angepasst werden:
- Photovoltaikmodule, die aus der Sonnenenergie Gleichstrom erzeugen.
- Wechselrichter, die den Gleichstrom in netzkompatiblen Wechselstrom umwandeln.
- Unterkonstruktion, auf dem die Module befestigt werden.
- Einspeise- und Kontrollsystem, das den in das Stromnetz eingespeisten Strom misst und Daten an den technischen Betriebsführer liefert.
Die Photovoltaikanlage ist so weit wie möglich durch ein umfassendes Versicherungspaket abgesichert (Betreiber-Haftpflichtversicherung, Elektronik-Versicherung und Elektronik-Betriebsunterbrechungsversicherung).
Wann produziert eine Photovoltaikanlage Strom?
Photovoltaikmodule nutzen nicht nur das direkte Sonnenlicht bei klarem Himmel, sondern auch die diffuse Strahlung, die durch die Wolken tritt. Je heller es ist, desto mehr Leistung bringen die Module – ganz gleich, ob dabei die Sonne direkt zu sehen ist oder nicht. In Deutschland macht der diffuse Anteil etwa die Hälfte der Einstrahlung aus.
Wie lange kann eine Photovoltaikanlage Strom produzieren?
Die Lebensdauer von Solarmodulen erstreckt sich über einige Jahrzehnte, ist aber im Wesentlichen von der Solarzellentechnik abhängig. So ist die Lebensdauer von Dünnschichtzellen in der Regel kürzer als bei kristallinen Solarzellen. Aus kristallinen Zellen aufgebaute Module weisen auch eine besonders geringe Abnahme der Wirkung auf. Die Degradation hängt jedoch maßgeblich von den Materialien der Photovoltaikmodule ab. Für unsere Photovoltaik-Projekte verwenden wir deshalb ausschließlich kristalline Module.
In der Weltraumfahrt wird Photovoltaik bereits seit den 1960er Jahren genutzt. Auf dem Dach der Universität Oldenburg arbeitet die älteste Photovoltaikanlage der Bundesrepublik. Die Anlage „Made in Germany“ mit kristallinen Siliziummodulen erreicht eine Betriebszeit von über 40 Jahren. Die Wissenschaftler der Universität haben turnusmäßig die Leistung der Module im institutseigenen Labor gemessen und stellten eine Performance von über 90 % der ursprünglichen Nennleistung fest.
Was regelt das Erneuerbare-Energien-Gesetz?
Das Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien – Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) – stellt das zentrale Förderinstrument für erneuerbare Energien im Bereich der Stromerzeugung dar. Das Grundsystem des EEG lässt sich mit drei Aspekten zusammenfassen. Das EEG verpflichtet Netzbetreiber
- zum vorrangigen Anschluss von Erneuerbare-Energien-Anlagen
- zur vorrangigen Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus Erneuerbare-Energien-Anlagen (Einspeisevorrang der erneuerbaren Energien) und
- zur Vergütung dieses Stroms für den eingespeisten und direkt vermarkteten Strom.
Diese Grundprinzipien bieten den Investoren in Erneuerbare-Energien-Anlagen eine hohe Planungs- und Investitionssicherheit. Neue Erneuerbare-Energien-Anlagen erhalten derzeit den Fördersatz, der zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme gilt, für 20 Jahre plus dem Jahr der Inbetriebnahme fest garantiert.
Was bedeutet kWp (Kilowattpeak)?
Die Photovoltaik erzeugt eine elektrische Gleichspannung, keine Wechselspannung, wie wir sie vom Stromnetz oder von der Steckdose kennen. Die elektrische Nennleistung wird in Kilowattpeak (kWp) angegeben.
Die Laufzeit (zum Beispiel von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang) multipliziert mit seiner Nennleistung ergibt überschlägig die nutzbare Energiemenge in Kilowattstunden (kWh).
Ist ein Recycling von Photovoltaikmodulen möglich?
Photovoltaikmodule werden aus hochwertigen Materialien hergestellt. Dazu zählen Silizium, Aluminium und Glas.
Durch die Regelungen des in Deutschland geltenden Elektrogesetzes fallen Photovoltaikmodule unter eine gesetzliche Rücknahmepflicht. Da wir ausschließlich Module von Herstellern verwenden, die Mitglied im PV CYCLE sind, erfolgt die Rücknahme kostenlos. Aktuell wird eine Recyclingquote von 95% erreicht.