Das kleine 1×1 der Photovoltaik

Erneuerbare Energien

Dies sind Energiequellen, die kontinuierlich zur Verfügung stehen und einschließen: Sonnen- und Windenergie, Erdwärme, Gezeitenkraft sowie Biomasse.

EVU

Abkürzung für Energieversorgungsunternehmen oder Netzbetreiber, die das elektrische Netz für die Energieübertragung entwerfen, betreiben, erhalten und optimieren. Ihre Einkünfte stammen nicht aus dem Stromverkauf, sondern aus der Netzinfrastrukturbereitstellung. Laut dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz müssen sie den aus Photovoltaik-Anlagen erzeugten Strom vollständig aufkaufen und vergüten.

Inselsystem

Ein selbstständiges PV-System, das insbesondere in Gebieten ohne Zugang zum öffentlichen Stromnetz eingesetzt wird, etwa in abgelegenen Gebäuden wie Wochenendhäusern oder Skihütten. Mit einem Inselsystem kann der durch den Wechselrichter umgewandelte Gleichstrom sofort genutzt werden. Überschüssige Energie kann in Solarbatterien oder Akkus gespeichert und durch einen Laderegler überwacht werden. Inselsysteme werden attraktiv, wenn nach 20 Jahren die EEG-Förderung ausläuft und der selbst erzeugte Strom genutzt werden soll.

Leistungsgarantie

Namhafte Modulhersteller, vertrieben durch den Sonnenshop, bieten 20-jährige Garantien für eine Leistungsabgabe von 90% und 25-jährige Garantien für eine Leistungsabgabe von 80% der bei Lieferung spezifizierten Minimalleistung des Moduls.

MPP (Maximum Power Point)

Der Punkt, an dem die Produkt aus Strom und Spannung (die Leistung) für ein PV-Modul oder eine PV-Anlage maximal ist.

Modul-Optimierer

Ein elektronisches Gerät, das den Betrieb eines PV-Moduls oder einer PV-Anlage so optimiert, dass der Maximum Power Point erreicht wird.

Netzgekoppelte PV-Anlage

Diese Art von PV-Anlage besteht aus PV-Modulen, einem Wechselrichter, einem Einspeisezähler und verschiedenen Sicherheitskomponenten. Der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom wird durch den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und über den Einspeisezähler ins lokale Stromnetz eingespeist.

Peakleistung

In der Solartechnik bezieht sich Peakleistung auf die maximale Leistung, die eine Solarzelle oder Anlage unter bestimmten Bedingungen erreichen kann. Um die Peakleistung zu bestimmen, werden standardmäßige Testbedingungen mit einer Sonneneinstrahlung von 1.000 W/qm, einer Umgebungstemperatur von 25°C und einer Windgeschwindigkeit von 1m/s verwendet. Die Peakleistung wird in Watt Peak (Wp), Kilowatt-Peak (kWp) oder Megawatt-Peak (MWp) angegeben und kann als Nennwert oder Nennleistung bezeichnet werden. Der Ertrag hängt stark von der Position und Effizienz der Solaranlage ab.

Photovoltaik

Der Ausdruck Photovoltaik kombiniert das griechische Wort für Licht (Photon) und den Namen des Physikers Alessandro Volta (Volt). Es bezieht sich auf die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie durch den Einsatz von Solarzellen, bei denen Lichtenergie (Photonen) auf ein dotiertes Halbleitermaterial trifft und elektrische Ladungsträger freisetzt.

PV-Anlage

Kurzform für Photovoltaikanlage, wobei man zwischen netzgekoppelten PV-Anlagen und Inselsystemen unterscheidet.

Solaranlagen dienen der Umwandlung von solarer Strahlungsenergie in Nutzenergie. Während thermische Solaranlagen Sonnenenergie in Wärme umwandeln, wandeln Photovoltaikanlagen sie in elektrischen Strom um. In den PV-Anlagen wird durch Solarzellen Gleichstrom erzeugt.

PV-Modul

Ein PV-Modul setzt sich aus mehreren in Reihe geschalteten Solarzellen zusammen und ist gegen Witterungseinflüsse durch gehärtetes Glas an der Vorderseite und einen Folienverbund an der Rückseite geschützt (Glas-Folien-Laminate).

Es werden zwei Arten unterschieden:

• Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem durchgängigen Kristall mit einer regelmäßigen Atomstruktur und haben einen Wirkungsgrad von 14 – 18%.
• Polykristalline Solarzellen bestehen aus vielen verschiedenen, unregelmäßig angeordneten Kristallen, haben einen Wirkungsgrad von 12 – 16% und bieten kostengünstigere Herstellungsmöglichkeiten.

Sonnenenergie

Die Sonne, unser größtes und unbegrenztes Kraftwerk, übertrifft den täglichen globalen Energiebedarf um das 10.000- bis 15.000-fache. Mit Photovoltaikanlagen kann Sonnenenergie in nutzbaren elektrischen Strom oder via thermischer Anlagen in Wärme transsformiert werden.

Sonnenstrom:

• Wie viel Strom produziert 1 kWp am Tag?

Grundsätzlich sollten Sie pro kWp (ca. vier Solarmodule) mit einer Erzeugung von 1.000 kWh pro Jahr rechnen. Dies würde in etwa 2,7 kWh/Tag und dem durchschnittlichen Verbrauch einer Person in einem 4-Personen-Haushalt entsprechen.

• Wie viel Strom produziert eine 10 kWp Photovoltaikanlage im Sommer?

Die Stromproduktion einer 10 kWp Photovoltaikanlage variiert je nach Standort und Sonneneinstrahlung. In Österreich liegt die durchschnittliche Globalstrahlung bei etwa 1.000 kWh/m² pro Jahr. Basierend auf dieser Zahl kann eine 10 kWp Anlage einen potenziellen Jahresertrag von rund 10.000 kWh Solarstrom erzielen.

• Was bringt Solar im Winter?

Auch im Winter können Solaranlagen regenerative Energie erzeugen. Eine thermische Solaranlage sorgt für die Heizung und die Warmwasseraufbereitung, während eine Photovoltaikanlage Strom liefert. Der Wirkungsgrad von Solaranlagen ist im Winter jedoch deutlich geringer, auch wenn der Ertrag von Anlage zu Anlage variiert.

Verschattung

Die Effizienz von PV-Anlagen kann durch Schatten, der von Bäumen, benachbarten Gebäuden, Schornsteinen, Überlandleitungen, Antennen oder anderen Dachstrukturen geworfen wird, beeinträchtigt werden. Da die Solarzellen in einer Reihe geschaltet sind, kann jede Solarzelle, die im Schatten liegt, den Energiefluss stören und die Leistung der Anlage mindern. Bei teilweiser oder vollständiger Verschattung einer Solarzelle fließt weniger Strom hindurch. Durch die serielle Schaltung im Modul kann sich die beschattete Solarzelle erhitzen und möglicherweise sogar zerstört werden, was als „Hot-Spot-Effekt“ bekannt ist. Um dies zu verhindern, werden Bypass-Dioden eingesetzt.

Wechselrichter

Ein Wechselrichter konvertiert den von der PV-Anlage erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC). Im normalen Betriebsmodus leitet der Wechselrichter den Solarstrom zum Einspeisezähler, der die erzeugte Strommenge in Kilowattstunden (kWh) misst. Darüber hinaus sorgt der Wechselrichter für ein schnelles Abschalten der PV-Anlage, falls das öffentliche Netz ausfällt.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad stellt das Verhältnis zwischen der nutzbaren und der vorhandenen Sonnenenergie dar. Im Bereich der Photovoltaik bezieht sich der Zellenwirkungsgrad auf die individuelle Solarzelle und zeigt an, welcher Prozentsatz der auf die Zelle einfallenden Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Kristalline Siliziumsolarzellen konvertieren 12 – 18% der Sonnenenergie in elektrische Energie.