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Photovoltaikanlagen produzieren durch eintreffende Sonnenstrahlen Solarstrom. Eine Photovoltaikanlage mit einer Fläche von 10 m2 erzeugt 800 bis 1000 kWh pro Jahr. Mit ca. 40 m2 Dachfläche für eine Photovoltaikanlage können bis zu 100% des jährlichen Verbrauchs von vier Personen gedeckt werden. Mit Sonnenenergie kann auch Wärme erzeugt werden dafür werden sogennante Solarthermie-Solaranlagen eingesetzt.
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Aufbau von Photovoltaikanlagen
Solarzellen
Photovoltaikanlagen beinhalten Solarmodule, die aus einzelnen Solarzellen zusammengesetzt sind. Solarzellen bestehen aus Halbleitern, meist Silizium, die unter Licht Elektrizität erzeugen (Photovoltaik-Technik). Das reine Silizium wird zu hauchdünnen Scheiben gepresst und mit einer Schicht bedampft, um die Reflexion zu reduzieren. Je mehr Licht auf die Zelle fällt, umso höher die Photovoltaikanlagen-Leistung. In einer Zelle wird bei voller Sonneneinstrahlung eine Leistung von ungefähr 1,5 W Gleichstrom produziert.
Verschiedene Solarzelltypen
Es gibt drei verschiedene Solarzelltypen, die nach Kristallart unterschieden werden, monokristallin, polykristallin und amorph. Monokristalline Zellen haben den höchsten Wirkungsgrad, sind aber auch am teuersten. Die Herstellung von polykristallinen Zellen ist günstiger, dafür ist der Wirkungsgrad geringer. Bei den amorphen Zellen, wird eine Siliziumschicht auf Glas oder anderes Substratmaterial abgeschieden. Dieses Verfahren ist sehr billig, hat aber auch den niedrigsten Wirkungsgrad.
- Monokristallines Silizium: Wirkungsgrad in Labor etwa 24%, in Produktion 14 bis 17%
- Polykristalline Silizium: Wirkungsgrad in Laboretwa 18%, in Produktion 13 bis 15%
- Amorphes Silizium: Wirkungsgrad in Laboretwa 13%, in Produktion 5 bis 7%
Solarmodule
Photovoltaik geschieht in kleinen Solarzellen, die zu Solarmodulen zusammengefasst werden. Diese Solarmodule werden durch eine Laminierung aus Glas und Kunststoff vor Umwelteinflüssen geschützt und als Bestandteile für Photovoltaikanlagen eingesetzt.
Arten von Photovoltaikanlagen
Es existieren zwei Arten von Photovoltaikanlagen, Netzverbund- und Inselanlagen.
Gebäude, welche an die öffentliche Stromversorgung angeschlossen sind, sind Netzverbund-Solarstromanlagen.
- nur ein Stromnetz pro Gebäude benötigt
- Überschüsse werden ins öffentliche Netz eingespeist
- Stromversorgung ist jederzeit sichergestellt
Die Stromversorgung von Berghütten, Ferienhäusern, Notrufsäulen oder Parkscheinautomaten erfolgt durch Insel-Solaranlagen mit Elektrizitätsspeichern.
- Kostengünstige Erschliessung abgelegener Verbraucher
- Betrieb basiert auf Gleichstrom mit 12 oder 24 Volt.
- spezielle Geräte und Leuchten müssen verwendet werden
Kosten und Nutzen von Photovoltaikanlagen
Nutzen einer Photovoltaikanlage
Solarstrom kann selbst verbraucht oder ins öffentliche Netz eingespeist werden. Ist die Solaranlage einmal installiert, wird der Strom gratis hergestellt. Wenn die Photovoltaikanlage bei Swissgrid registriert ist, ist der Netzbetreiber verpflichtet den Strom abzunehmen und zu bezahlen. Das Kontingent für Neuanmeldungen ist jedoch zurzeit ausgeschöpft. Eine Erhöhung ist geplant. Trotzdem lohnt sich eine Photovoltaikanlage, auch wenn man einige Jahre warten muss, bis mit dem Strom ein Ertrag erzielt wird. Die Selbstversorgung ist sichergestellt, gratis und die Investitionskosten der Photovoltaikanlage können von den Steuern abgezogen werden. Und Photovoltaik ist umweltfreundlich!
Kosten einer Photovoltaikanlage
Die Baukosten für eine Photovoltaik-Anlage sind bei grösseren Anlagen deutlich tiefer, als bei kleinen. Daher ist es ratsam die ganze zur Verfügung stehende Dachfläche zu nutzen. Der überschüssige Solarstrom kann ins öffentliche Netz eingespeist werden und wird vergütet. Damit kann die Photovoltaik-Anlage refinanziert werden.
Photovoltaikanlagen Preise
Netzverbundanlagen für ein Einfamilienhaus mit 2 bis 4 kWp kosten fertig installiert ca. 9’000 Franken pro kWp. Bei grösseren Anlagen ist der Preis 10% bis 20% günstiger. Der Kilowattstundenpreis für die Amortisation der Anlagen liegt für aktuelle Photovoltaikanlagen bei etwa Fr. 0.60 bis 0.80 pro Kilowattstunde.
Kleinere Inselanlagen sind teurer, da zusätzliche Komponenten benötigt werden. Eine kleine Anlage von etwa 120 Wp mit Solarpaneln, Steuergerät und Batterie ist ab 1’000 Franken, erhältlich. Eine umfangreichere Anlage von etwa 250 Wp kostet etwa 6’500 bis 7’000 Franken. Eine Übersicht über die Photovoltaikanlagen Preise.