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Was ist Photovoltaik ?

Was ist Photovoltaik?

Sonnenlicht wird auch in Form von elektromagnetischer Strahlung (Photonen) abgegeben. Wenn diese Sonnenstrahlen auf ein speziell bearbeitetes, oft auf Silizium basierendes Halbleitermaterial (Photozelle) auftreffen, können sie dort Elektronen in Bewegung setzen und damit Strom erzeugen.

Wie ist eine Photovoltaikanlage im Prinzip aufgebaut?

Eine Photovoltaikanlage (andere Bezeichnungen: Photovoltaik, Solarmodul, Solarzelle, PV-Modul, Solarstrom) nutzt den oben geschilderten Effekt. Bei einer Photovoltaikanlage bilden viele Solarzellen ein Photovoltaikmodul (1 m x 0,5 m). Mehrere Module bilden dann die Photovoltaikanlage. Die Anlage erzeugt Gleichstrom, der über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und ins Netz eingespeist werden kann.

Welche verschiedenen Zelltypen gibt es?

Es gibt eine Vielzahl von Materialien und Konzepten für Solarzellen mit unterschiedlichen Formen, Farben und Leistungsdaten. Meist unterscheidet man in kristalline Zellen (monokristallin, polykristallin) und Dünnschichtzellen (u.a. amorphes Silizium, Cadmium-Tellurid, Kupfer-Indium-Diselenid). Kristalline Zellen überwiegen auf dem Markt. Dünnschichtzellen haben den Vorteil eines geringeren Material- und Energieeinsatzes und können beliebige Modulformate annehmen.

Warum wird Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist?

Das Netz übernimmt die Funktion des „Stromspeichers“, d.h. der gesamte erzeugte Solarstrom wird sofort übernommen und verteilt. Derartige Anlagen nennt man netzgekoppelt. Dieses Konzept ist technisch und wirtschaftlich ein Vorteil für den Solarstrom, da bislang Stromspeicher (z.B. Akkus) technisch sehr aufwendig und teuer sind. Mit einer Photovoltaikanlage wird man Stromerzeuger, aber nicht autark.Bei uns in Deutschland sind autarke Systeme selten. Hier versorgt die Photovoltaik – meist im Verbund mit einer anderen Technik zur Stromerzeugung – ein Gebäude komplett mit Strom (z.B. Hütten in den Alpen), das weit entfernt vom Stromnetz steht und deshalb nicht wirtschaftlich ans Netz angeschlossen werden kann.

Welche Anforderungen stellen die Anlagen an Dachneigung und Himmelsrichtung?

Generell können Photovoltaikanlagen auf geneigten Dächern und Flachdächern, als Teil der Fassade und auf Freiflächen montiert werden. Die höchsten Erträge erzielt man bei ungefähr 35 Grad Dachneigung und Süddach. Auch mit einer Abweichung von Südost zu Südwest und bei der Neigung von ± 20 Grad erreichen die Anlagen mehr als 90 Prozent ihrer Leistung. Bei geneigten Anlagen reinigt der Regen diese auch von Staub und Schmutz.

Was bedeutet „Verschattung“ und warum ist das für die Anlagen ein Problem?

Der Stand der Sonne „wandert“ mit den Jahreszeiten und das Sonnenlicht fällt in verschiedenen Winkeln ein. Photovoltaikanlagen sollten möglichst zu keiner Tages- oder Jahreszeit „verschattet“ sein. Auch eine zeitweise „Verschattung“ – auch nur von Teilflächen – kann zu Ertragseinbußen von 5 bis 10 Prozent im Jahr führen. Mögliche Ursachen des Schattens sind Bäume, Kamine, Satellitenschüsseln und Nachbargebäude.

Was leistet eine typische Standardanlage und gibt es regionale Unterschiede?

Ja, es gibt regionale Unterschiede. In Norddeutschland erzielt man bei Südausrichtung und 30 Grad geneigter Flächen Jahreswerte von etwa 800 kWh/kWpeak und in Süddeutschland von ungefähr 900 kWh/kWpeak.

Welche rechtlichen Anforderungen gibt es für Photovoltaikanlagen?

Photovoltaikanlagen sind meistens als Bauvorhaben genehmigungsfrei, wenn nicht andere planungsrechtliche Regelungen oder Vorgaben des Bundeslandes vorliegen (z.B. Ensembleschutz, Nähe zu Baudenkmalen, unterschiedliche Regelungen in den Bundesländern). Sie müssen einerseits die Anforderungen als elektrische Anlage (z.B. diverse Normen für Netzanschluss und Umgang mit Starkstrom) und als Bauteil (hartes Dach, Brandschutz, Statik) erfüllen. Die Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage (Verbindung des Wechselrichters mit dem Stromnetz) darf nur durch einen zugelassenen Elektroinstallateur erfolgen.

Was ist bei denkmalgeschützten Häusern zu beachten?

Bei diesen Gebäuden braucht man die Zustimmung der zuständigen Denkmalbehörde. Das Landesamt für Denkmalpflege Hessen bietet im Internet unter www.denkmalpflege-hessen.de in der Rubrik „Ratgeber“ eine Fotogalerie gelungener Beispiele und weitere Tipps an. Solarinteressierte sollten sich möglichst frühzeitig mit ihrem Denkmalamt in Verbindung setzen und versuchen, im Gespräch individuelle Lösungen zu vereinbaren.

Quelle:

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)

Arbeitsgruppe Presse, Öffentlichkeitsarbeit, Neue Medien

Stresemannstraße 128 – 130

D – 10117 Berlin

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