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II ALLGEMEINE BEGRIFFSERKLÄRUNGEN
A
Abschattung
Eine Abschattung durch etwa Wolken oder Gegenstände (Kamine, Antennen oder Bäume) führt zu Ertragseinbussen der Photovoltaikanlage und teilweise zu Schäden durch hot spots.
AM, englische Abk. für air mass
Air mass, auch “Luftmasse”, ist ein Maß für die Länge des Weges, den das Licht eines Himmelskörpers durch die Atmosphäre zurücklegt, relativ zum kürzesten Weg vom Zenit zum Boden. Die Luftmasse wirkt sich auf die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts aus, welche die Erdoberfläche (Erdatmosphäre) erreicht. In Mitteleuropa zählt die air mass im Schnitt 1,5.
Amorphe Solarzelle
Solarzelle aus amorphem Silizium. Herstellung erfolgt mit Hilfe der Dünnschichttechnik.
B
Becquerel
Alexandre-Edmond Becquerel, ein französischer Physiker, entdeckte zusammen mit seinem Vater im Jahre 1839 den photovoltaischen Effekt. Er stellte fest, dass eine Batterie unter Einfluss von Sonnenlicht eine verlängerte Lebensdauer verzeichnet. Und dass bei der Bestrahlung einer Silberelektrode in einem Elektrolyt eine elektrische Spannung entsteht.
Bifacial-Zelle
Als Bifacial-Zelle wird eine Solarzelle bezeichnet, die Licht von oben und unten, d.h. also von zwei Seiten ausnutzen kann. So kann eine Bifacial-Zelle von der Rückseite zusätzlich Licht absorbieren, das etwa von einer weißen Hauswand reflektiert wird.
Bypass-Diode
Eine Bypass-Diode ist eine parallel zu einem Zellenstrang geschaltete Diode, die bei Abschattung von einzelnen Solarzellen (in einer Reihenschaltung) den Strom der übrigen Stränge an dieser vorbeileitet.
D
Datenlogger
Ein Datenlogger (Datenaufzeichnungsgerät) zeichnet über längere Zeit die Daten eines Wechselrichters und die Ertragswerte einer Photovoltaikanlage auf.
Degradation
Degradation bezeichnet eine Leistungsminderung bei amorphen Silizium-Solarzellen. Nach ungefähr 1 000 Sonnenstunden erreicht die Leistung die vom Hersteller angegebene Nennleistung.
Diffuse Strahlung (auch Diffusstrahlung)
Als diffuse Strahlung wird die Strahlung bezeichnet, die ohne definierte Richtung von der Sonne auf einen Beobachtungspunkt der Erdoberfläche trifft. Sie entsteht, wenn die Strahlung bei ihrer Ausbreitung auf ein Hindernis stößt, etwa Wolken oder Atmosphärenpartikel. Das Gegenteil der Diffusstrahlung ist die Direktstrahlung.
Direkte Strahlung (auch Direktstrahlung)
Als direkte Sonneneinstrahlung wird die Strahlung bezeichnet, die auf direktem Weg, also ohne Hindernis und daher mit dem kürzest möglichen Weg, die Erdoberfläche erreicht. Zur direkten Sonneneinstrahlung addiert sich die diffuse Strahlung. Das Gegenteil der Direktstrahlung ist die Diffusstrahlung.
Dünnschichtsolarzelle
Eine Dünnschichtsolarzelle ist eine dünne Solarzelle, die ohne Wafer (kristallines Silizium) hergestellt wird. Der Herstellungsprozess kann daher mit erheblich geringerem Energieaufwand erfolgen.
Dünnschichttechnik
Als Dünnschichttechnik wird die Herstellungstechnik dünner Solarzellen bezeichnet, die direkt auf ein kostengünstiges Trägermaterial wie etwa Glas, Plastik- oder Metallfolie abgeschieden werden. Vorteile der Dünnschichttechnik sind Material- und Energieeinsparungen beim industriellen Herstellungsprozess, die Möglichkeit, grossflächige Solarzellen zu produzieren und die einfache Dotierbarkeit.
E
Energierücklaufzeit
Als Energierücklaufzeit wird die Zeit bezeichnet, die eine Photovoltaikanlage benötigt, um die bei der Herstellung benötigte Energie zu erzeugen.
F
Fotovoltaik
Die Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenenergie wird als Fotovoltaik/Photovoltaik bezeichnet.
G
Gleichrichter
Gleichrichter werden in der Elektrotechnik zur Umwandlung von (meist sinusförmiger) Wechselspannung in Gleichspannung benutzt.
Gleichstrom
Gleichstrom ist ein elektrischer Strom, bei dem sich der Betrag und die Richtung nicht ändern. In der theoretischen Elektrotechnik wird nur zeitlich gleichbleibender Stromfluss als Gleichstrom bezeichnet. In der Praxis werden aber auch Mischströme mit größtenteils Gleichanteil als Gleichstrom bezeichnet, insbesondere, wenn die Schwankungen des Stroms für den Verbraucher nicht merkbar sind. Direkte Gleichstromquellen sind etwa Batterien, Akkus und Photovoltaische Zellen (Solaranlagen).
Globalstrahlung
Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte Strahlungsenergie der Sonne, die pro Zeiteinheit auf eine horizontale Fläche auf der Erdoberfläche fällt. Sie setzt sich zusammen aus der auf direktem Weg eintreffenden Solarstrahlung, der Direktstrahlung und der Strahlung, die über Reflexion an Wolken, Wasser- und Staubteilchen die Erdoberfläche erreicht, die Diffusstrahlung. Gemessen wird die Globalstrahlung in Watt pro Quadratmeter (W/m²). Die Globalstrahlung beträgt bei wolkenlosem Himmel im Sommer in Mitteleuropa etwa 1.000 W/m². Bei trübem, wolkigem Wetter besteht sie nur aus dem Diffusstrahlungsanteil und ihr Wert sinkt auf Werte unter 100 W/m². Ab einem Wert von 120 W/m² spricht man von Sonnenschein.
H
Hinterlüftung
Die Hinterlüftung sorgt für eine Kühlung der Solarmodule und somit für einen maximalen Wirkungsgrad dieser.
Hot Spot
Ein Hot Spot entsteht bei der Abschattung eines Solarmoduls bzw. einer einzelnen Solarzelle.
I
Inselsystem
Ein Inselsystem ist ein Solarstromsystem, das zur Energieversorgung eines isoliert gelegenen Verbrauchers beiträgt, d.h. ohne an ein Netz gekoppelt zu sein. Der Strom wird folglich nicht ins Stromnetz eingespeist. Häufig findet man es in den Bergen oder in ländlichen Gegenden, die nicht an ein Stromnetz angeschlossen sind.
K
Kilowattstunde (Abk. kWh)
Kilowattstunde, 1 Kilowatt (kW) sind 1.000 Watt. Eine Kilowattstunde ist eine Maßeinheit der elektrischen Energie.
Kilowatt peak (Abk. kWp)
Die Abkürzung kWp steht „Kilowatt peak“. Damit wird die Leistung einer Photovoltaikanlage unter genormten Bedingungen angegeben. Diese wird auch als Nennleistung bezeichnet. In der Praxis ist die Nennleistung höher als die tatsächliche Leistung, weil die Wetter- und Betriebsbedingungen meist von der Norm abweichen.
L
Laderegler
Ein Laderegler wird zwischen die Photovoltaikanlage und den Akku geschaltet. Er überwacht und regelt den Ladevorgang. Weitere Funktionen sind der Schutz vor Tiefenentladung des Akkus und das MPP-Tracking.
M
MPP, englische Abk. für Maximum Power Point
Als Maximum Power Point (Punkt maximaler Leistung) wird der Punkt des Strom-Spannungs-Diagramms einer Solarzelle bezeichnet, an dem die größte Leistung einer Solarzelle entnommen werden kann, d.h. der Punkt, bei dem die Solarzelle ihr Maximum hat. Der MPP variiert in einem Intervall. Er hängt von der Bestrahlungsstärke und dem Typ der Solarzellen ab. Damit eine Solarzelle oder ein Solargenerator immer am MPP betrieben werden kann, werden häufig sogenannte MPP-Tracker eingesetzt. Diese vermeiden elektrische Leistungsverluste und gehören zur Ausstattung eines Ladereglers und eines Wechselrichters.
Modulstring
Als Modulstring werden in mehreren Reihen geschaltete Solarzellen eines Moduls bezeichnet.
Modulwirkungsgrad
Als Modulwirkungsgrad wird das Verhältnis der abgegebenen Energie zur eingestrahlten Energie, bezogen auf die Modulfläche, bezeichnet. Die Wirkungsgrade marktüblicher Photovoltaikmodule/Solarmodule liegen zwischen 6 und 9 % bei Dünnschichtmodulen und bei monokristallinen Modulen zwischen 14 und 18 %. Für die Gesamtbetrachtung müssen allerdings noch die Verluste des Wechselrichters mit einbezogen werden.
Monokristallines Silizium
Als monokristallines Silizium wird Silizium bezeichnet, das in Form von Einkristallen vorliegt.
Multikristallines oder polykristallines Silizium
Als polykristallines oder multikristallines Silizium wird Silizium bezeichnet, das aus kleinen zusammenhängenden Kristallen besteht, die einige Millimeter bis Zentimeter groß sind. Dadurch ist eine einfachere Herstellung wie bei monokristallinem Silizium möglich.
N
Nachführung
Eine Nachführung ist ein spezielles Halterungssystem, durch das Solarmodule stets nach dem aktuellen Sonnenstand ausgerichtet werden. Somit fällt die Sonnenstrahlung senkrecht auf die Solarzelle.
Neigungswinkel
Als Neigungswinkel wird der Winkel zwischen einer geneigten Empfangsebene (etwa dem Dach) und der Horizontalen bezeichnet. Je nach Breitengrad des Aufstellungsortes einer Photovoltaikanlage gibt es verschiedene optimale Neigungswinkel.
Nennleistung
Die Nennleistung ist die höchst mögliche Leistungsabgabe einer Solarzelle bzw. eines Solarmoduls. Gemessen wird sie bei Standard Test Conditions (STC). Angegeben wird sie in Watt peak (Abk. Wp).
Netzkopplung
Bei einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage wird diese über einen Wechselrichter an das Netz des Stromversorgers angeschlossen, um den fotovoltaisch/photovoltaisch erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen benötigen keinen Energiespeicher.
O
Optischer Wirkungsgrad
Als Optischer Wirkungsgrad wird das Produkt aus dem Transmissionsgrad der Glasabdeckung und dem Absorptionsgrad der Absorberoberfläche bezeichnet. Er gibt an, welcher Anteil der auf den Kollektor fallenden Strahlung am Absorber in Wärme umgewandelt werden kann.
P
Payback Period/Time
Als Payback Period/Time (zu deutsch gleich Amortisationszeit) wird die Zeit bezeichnet, in der die installierte Solarstromanlage durch Stromerzeugung die Investitionskosten wieder einspielt.
PERC
PERC (Passivated Emitter Rear Cell) ist heute Technologiestandard für führende Solarzelltechnologien.
Performance Ratio
Die Performance Ratio ist ein Bewertungskriterium für Photovoltaikanlagen, das unabhängig von der Ausrichtung der Solarstromanlage und der Globalstrahlung ist. Mit ihr lassen sich Photovoltaikanlagen an verschiedenen Standorten vergleichen. Als Performance Ratio wird das Verhältnis vom tatsächlichen Energieertrag der Photovoltaikanlage zum theoretisch möglichen Energieertrag bezeichnet. Es gibt an, wie die in Generatorebene eingestrahlte Energie ausgenutzt wird und ist somit ein Mass für die Qualität der gesamten Photovoltaikanlage.
Photoeffekt
Als Photoeffekt wird die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern (Gleichstrom) durch Zufuhr von Licht oder Wärme bezeichnet. Dabei wird die Energie eines Photons auf ein Elektron übertragen. Der Photoeffekt (auch äußerer photoelektischer Effekt genannt) ist Grundlage von Solarzellen.
Photon
Ein Photon ist ein Lichtteilchen, das sich in Form eines Energiepakets mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. In einer Solarzelle kann ein Photon seine Energie zur Erzeugung von Elektronen-Loch-Paaren abgeben.
Photovoltaik
Die Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenenergie wird als Fotovoltaik/Photovoltaik bezeichnet.
Polykristallines oder multikristallines Silizium
Als polykristallines oder multikristallines Silizium wird Silizium bezeichnet, das aus kleinen zusammenhängenden Kristallen besteht, die einige Millimeter bis Zentimeter groß sind. Dadurch ist eine einfachere Herstellung wie bei monokristallinem Silizium möglich.
R
Reflexionsverluste
Reflexionsverluste werden durch dasjenige Licht erzeugt, das von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert wird und somit nicht mehr zur Stromerzeugung beiträgt. Gegen Reflexionsverluste hilft eine Antireflexschicht.
S
STC, engl. Abk. für Standard Test Conditions
Als Standard Test Conditions (zu deutsch Standard Test Bedingungen) werden die genormten Bedingungen für die Messung der maximalen Nennleistung eines Solarmoduls bezeichnet. Die Bestrahlungsstärke beträgt dabei 1.000 W/m2 bei senkrechtem Lichteinfall, das Strahlenspektrum entspricht AM (Air Mass) 1.5 und die Zellentemperatur zählt 25°C.
Silizium
Silizium (von lat. silex „Kiesel“) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Si und der Ordnungszahl 14. Es steht in der 4. Hauptgruppe (Tetrele) und 3. Periode des Periodensystems der Elemente. Es kann vier Bindungen mit Nachbar-Atomen eingehen und dabei harte und spröde Kristalle mit stabiler Diamantstruktur bilden kann. Nach Sauerstoff ist Silizium das zweithäufigste Element in der Erdkruste, kommt dort aber nur als Siliziumdioxid SiO2 (Quarz, Sand) vor. Elementares Silizium findet als Halbleiter in unterschiedlichen Reinheitsgraden Verwendung in der Photovoltaik (Solarzellen), der Metallurgie (Ferrosilizium) und in der Mikroelektronik (Halbleiter, Computerchips). Für photovoltaische Anwendungen muss das Rohsilizium aber weiter zum Solarsilizium (Sisg) gereinigt werden. Der Rohstoff Siliziumdioxid kann dabei zu polykristallinem Silizium, monokristallinem Silizium oder amorphem Silizium verarbeitet werden.
Solararchitektur
Die Solararchitektur beschreibt eine Form des Häuserbaus, bei der die Möglichkeiten zur passiven (Heizung, Warmwasser, Strom) und aktiven Nutzung von Sonnenenergie optimal ausgenutzt werden. Die wesentlichen Elemente dabei sind die Ausrichtung nach Süden, kleine Fenster nach Norden, grosse Fenster nach Süden und eine gute Wärmedämmung.
Solarenergie/Sonnenenergie
Die Sonnen- oder Solarenergie ist ein unbegrenzt zur Verfügung stehender Energieträger. Die Sonne schickt Strahlen mit einer Leistung von minimal etwa 20 W/m² an trüben und maximal 1.000 W/m² an wolkenlosen Tagen auf die Oberfläche der Erde. Diesen Energieträger ohne Schadstoffpotential gilt es zu nutzen. Dabei kann die Energie durch thermische Verfahren mit Sonnenkollektoren gewonnen werden, durch photovoltaische Verfahren (Photovoltaik) mit Hilfe von Solarzellen oder durch entsprechend sinnvolle architektonische Bauweise und Standortwahl von Gebäuden.
Solarer Deckungsbeitrag
Der solare Deckungsbeitrag gibt an, wie hoch der Anteil der – durch eine Photovoltaikanlage produzierten – Solarenergie an der in dem Haus insgesamt benötigten Energie ist. Beträgt der solare Deckungsbeitrag etwa 70 %, so werden 70 % der im Haus benötigten Energie durch die auf dem Dach installierte Photovoltaikanlage erbracht.
Solarkollektor
Ein Solarkollektor, auch Sonnenkollektor genannt, ist ein Energiewandler. Mit Hilfe des Sonnenkollektors wird absorbiertes Sonnenlicht direkt in Wärme umgewandelt. Die Wärme wird durch eine Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität, etwa Öl oder Wasser, aufgenommen, transportiert, und letztlich in einem Wärmetauscher abgegeben.
Solarmodul
Ein Solarmodul wandelt Strahlungsenergie in elektrische Energie um. Wesentliche Bauelemente eines Solarmoduls sind dabei die Solarzellen. Kennzeichnend für ein Solarmodul sind die elektrischen Anschlusswerte. Diese sind von den einzelnen Solarzellen und deren Verschaltung innerhalb des Moduls abhängig. Das Solarmodul kann einzeln verwendet werden oder zu Gruppen verschaltet in einer Photovoltaikanlage betrieben werden.
Solarsilizium
Als Solarsilizium werden Siliziumkristalle mit einem für Photovoltaikanwendungen ausreichend hohen Reinheitsgrad bezeichnet.
Solarzelle
Eine Solarzelle besteht aus Halbleitermaterialien wie etwa Silizium, Galliumarsenid oder Germanium. Die meisten Solarzellen bestehen heutzutage allerdings aus Silizium. Solarzellen absorbieren das Sonnenlicht und wandeln es in Gleichstrom um. Dieser Prozess nennt sich photovoltaischer Effekt. Dabei setzt die Lichteinstrahlung im Halbleiter negative und positive Ladungsträger frei. Ein internes elektrisches Feld trennt dann die freigesetzten Ladungsträger. Dadurch kommt es zu einer elektrischen Spannung zwischen den Metallkontakten, die an der Oberfläche der Solarzellen angebracht sind. Sobald sich der äußere Kreis schließt, fließt ein elektrischer Gleichstrom.
Sonnenkollektor
Ein Sonnenkollektor, auch Solarkollektor genannt, ist ein Energiewandler. Mit Hilfe des Sonnenkollektors wird absorbiertes Sonnenlicht direkt in Wärme umgewandelt. Die Wärme wird durch eine Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität, etwa Öl oder Wasser, aufgenommen, transportiert, und letztlich in einem Wärmetauscher abgegeben.
String
Als String (Modulstring) werden in mehreren Reihen geschaltete Solarzellen eines Moduls bezeichnet.
T
Tagesgang
Als Tagesgang wird die Leistungsabgabe einer Photovoltaikanlage, abhängig von der Tagesuhrzeit und damit dem Sonnenstand bezeichnet.
Tandemsolarzelle
Als Tandemsolarzelle wird eine Solarzelle bezeichnet, die aus zwei übereinanderliegenden Zellen besteht. Für die besonders einfache Herstellung von Tandemsolarzellen ist die Dünnschichttechnik gut geeignet.
Tedlar
Tedlar ist eine Kunststoffolie, die für die Laminierung von Solar-Modulen benutzt wird.
Temperaturkoeffizient
Der Temperaturkoeffizient zeigt an, um wieviel sich der Wirkungsgrad einer Solarzelle pro Grad Celsius verkleinert, wenn die Temperatur erhöht wird. Da kristalline Solarzellen einen im Vergleich recht hohen Temperaturkoeffizient haben, sollten Photovoltaikmodule/Solarmodule, die aus diesen Solarzellen bestehen, immer ausreichend belüftet werden.
Theoretischer Wirkungsgrad
Als Theoretischer Wirkungsgrad wird der Wirkungsgrad einer Solarzelle unter idealen Bedingungen bezeichnet.
Total area, engl. für Gesamtfläche
Die “total area” ist bei der Festlegung des Wirkungsgrades von Photovoltaikmodulen/Solarmodulen wichtig.
Tripelsolarzelle
Als Tripelsolarzelle wird eine Solarzelle bezeichnet, die aus drei übereinanderliegenden Zellen besteht. Für die besonders einfache Herstellung von Tripelsolarzellen ist die Dünnschichttechnik gut geeignet.
U
U, Abk. für die elektrische Spannung
U ist die Abk. für die elektrische Spannung. Sie wird in Einheiten von Volt (Abk.V) gemessen.
V
Volt, Abk. V
Volt ist eine Maßeinheit für die elektrische Spannung.
W
Wafer
Als Wafer wird eine dünne Scheibe aus Halbleitermaterial bezeichnet. Ein Wafer wird als Trägermaterial zur Herstellung von Computerchips und Solarzellen benutzt. Die Scheiben werden normalerweise von Halbleiterblöcken gesägt und sind 0,2 bis 0,3 Millimeter dick.
Watt-Peak, (Abk. Wp)
Watt-Peak ist ein Maß für die Leistungsfähigkeit von Solarzellen und Photovoltaikmodulen/Solarmodulen. Dabei wird die maximal abgegebene elektrische Leistung bei senkrechter Einstrahlung eines AM 1.5 Sonnenspektrums gemessen.
Wechselrichter
Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom der Solarzellen in Wechselstrom um.
Wechselstrom
Als Wechselstrom wird der Strom bezeichnet, dessen Polarität ständig wechselt. Im deutschen Stromnetz fliesst etwa ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz (Hertz), d.h. er nimmt in einer Sekunde 50 Mal einen negativen bzw. einen positiven Wert an. Wechselstrom wird durch einen Generator oder Wechselrichter erzeugt.
Wirkungsgrad
Als Modulwirkungsgrad wird das Verhältnis der abgegebenen Energie zur eingestrahlten Energie, bezogen auf die Modulfläche, bezeichnet. Die Wirkungsgrade marktüblicher Photovoltaikmodule/Solarmodule liegen zwischen 6 und 9 % bei Dünnschichtmodulen und bei monokristallinen Modulen zwischen 14 und 19 %. Für die Gesamtbetrachtung müssen allerdings noch die Verluste des Wechselrichters mit einbezogen werden.
Z
Zellenwirkungsgrad
Als Zellenwirkungsgrad wird das Verhältnis der abgegebenen Energie zur eingestrahlten Energie bezogen auf die Fläche einer Zelle bezeichnet.
PV Solaranlagen einfach erklärt
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
Bei Photovoltaik ist diese Energiezufuhr Licht. Trifft Sonnenlicht auf die Solarzelle werden Elektronen in der Zelle angeregt, bewegen sich, und wandern über ein Kabel. Eine Bewegung von Elektronen ist gleichbedeutend mit Strom. Der in der Zelle erzeugte Strom wird dann über Stromkabel weiter ins Haus transportiert.
Wie wird aus Sonne Strom?
Um Strom mit einer Solarzelle zu erzeugen, bedarf es Sonnenlicht. Trifft Sonnenlicht auf die Solarzelle, wandern Bor-Elekronen durch die Grenzschicht. So sammeln sich auf der einen Seite die negativ geladenen Elektronen, auf der anderen Seite die positiv geladenen Protonen.
Wie entsteht Strom aus Sonnenlicht?
In Solarzellen löst Sonnenlicht Elektronen aus einem Halbleiter-Material heraus und führt so zur Trennung von elektrischen Ladungen. ... Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Photovoltaik, kann sie doch das Sonnenlicht direkt in Strom umwandeln.
Wie funktioniert eine netzgekoppelte Solaranlage?
Im Prinzip funktioniert eine netzgekoppelte Photovoltaik Solaranlage ganz einfach: Während Licht auf die Solarzellen fällt, erzeugen diese daraus Gleichstrom. Die einzelnen Solarzellen sind zu grösseren Solarmodulen verschaltet.
Wieviel Strom produziert eine PV Solaranlage?
Ein vierköpfiger Haushalt verbraucht im Jahr ca. 4.000 kWh Strom. Um einen Kilowattpeak (1.000 Watt) zu produzieren, benötigen Sie eine PV-Anlage mit ca. 6 - 7 Quadratmetern Fläche. Das heisst: Eine Photovoltaikanlage mit einer Fläche von 24 Quadratmetern deckt den Energie-Bedarf Ihres Haushalts theoretisch komplett.
Wie funktioniert ein Solarauto?
Das Wichtigste an einem Solarautos sind natürlich die Solarzellen. Sie liegen auf dem Dach des Autos. ... Und es funktioniert auch so: Die Solarzellen wandeln die Energie der Sonne in elektrischen Strom um. Im Haus wird der Strom zum Beispiel genutzt, um Licht zu machen.
Wie wird Sonnenenergie gewonnen?
Sonnenkollektoren gewinnen Wärme (Solarthermie bzw. Photothermik) Solarzellen erzeugen elektrischen Gleichstrom (Photovoltaik) Sonnenwärmekraftwerke erzeugen mit Hilfe von Wärme und Wasserdampf elektrischen Strom. Aufwindkraftwerke erzeugen in einem Treibhaus heisse Luft, die durch einen Kamin aufsteigt und Strom generiert.
Was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und PV Solaranlage?
Solarthermie produziert Wärme. Photovoltaik und Solarthermie sind technische Verfahren um aus dem Licht bzw. der Strahlung der Sonne Energie (Solarenergie) zu gewinnen. Als Solarenergie kann grundsätzlich sowohl Wärme als auch elektrischer Strom verstanden werden.
Wieviel kostet eine Solaranlage?
Je nach Lastprofil (wieviel Strom verbraucht das Gebäude / der Haushalt), möglichen Bezugsflächen, gewählte Solartechnologie, optimierung des Eigenverbrauchsanteils und den meteorologischen Gegebenheiten unterscheiden sich die Investitionen und die Amortisationszeit bzw. Nettonutzen der Anlage. Die Lebensdauer von PV Solaranlagen beträgt mindestens 30 Jahre. Die Kosten sind im Verhältnis zu Laufzeit gering. Man redet von ca. 2 Rp. pro kw-Solarstrom. Das ist rund 9 x günstiger als Strom vom Versorger. Die jährlichen Einsparungen mit einer PV Solaranlage sind enorm. Die korrekte Auslegung der PV Solaranlage ist sehr wichtig. Deshalb empfiehlt es sich, unbedingt bereits im Vorfeld einen ausgewiesenen Solarexperten beizuziehen. Der Solarfachmann kann Ihnen mit wenigen Daten eine reelle Solarkosten- und Solar-Wirtschaftlichkeitsberechnung machen.
Wie ist die Solarzelle aufgebaut?
Bei Solarzellen handelt es sich üblicherweise um dünne Scheiben aus Silizium. Durch gezielte Verunreinigung des reinen Siliziums mit Fremdatomen erhält man eine negativ leitende Schicht und eine positiv leitende Schicht. In der Übergangszone zwischen den beiden Schichten entsteht ein elektrisches Feld.
Wieviel Strom produziert eine PV Solaranlage pro Jahr?
1000 Watt Nennleistung wird in der Branche auch als ein 1 Kilowattpeak bezeichnet. 1 Kilowattpeak entspricht 4 bis 6 Modulen, die zusammen eine Dachfläche von 8 bis 10 Quadratmeter einnehmen. Mit einer PV-Anlage dieser Größe, also 1 Kilowattpeak, erzeugen Sie pro Jahr zwischen 950 und 1260 Kilowattstunden Strom.
Wieviel KW pro m2 liefert eine Photovoltaik-Anlage (PV Solarstromanlage)?
Pro kWp installierte Leistung erhält man ca. 800-950 kWh Strom pro Jahr. Eine Photovoltaikanlage (35 qm) auf dem Dach eines Einfamilienhauses produziert soviel Strom wie ein Vier-Personen-Haushalt durchschnittlich im Jahr verbraucht (ca. 3500 kWh)!
Wie gross muss eine PV-Solaranlage sein?
Durchschnittlich liefert die Sonne ca. 100 Kilowattstunden pro Quadratmeter Solarfläche in einem Jahr. Eine 45 Quadratmeter große Photovoltaikanlage produziert somit den Jahresstrombedarf (ca. 4.500 kWh) einer vierköpfigen Familie. Wie viele Quadratmeter Fläche stehen zur Verfügung?
Wie viel KWp brauche ich?
1 kWp PV-Leistung erzeugt, je nach Ausrichtung des Generators, zwischen 750 und 1000 kWh / Jahr. Bei einer Anlage von 5 kWp kann man also mit einem Ertrag von bis zu 500 0kWh /Jahr rechnen.
Wer kann in der Schweiz PV Solaranlagen fachgerecht installieren?
Die seriöse Solarfachfirma mit entsprechenden Solarexperten finden Sie auf igq.ch. Diese verfügen über das nötige Solarfachwissen und entsprechende Zulassungen, um PV Solaranlagen in der Schweiz installieren zu können.
Sind Solaranlagen nicht zu teuer? (Kosten einer PV-Solaranlage in der Schweiz / Quelle: Energie Schweiz)
Die Installation von Solaranlagen bzw. Photovoltaikanlagen ist weniger teuer, als viele Leute denken. Eine Anlage von rund 30 Quadratmetern (5 kWp) auf einem Einfamilienhaus kostet ca. 15‘000 Fr. Zieht man die finanzielle Förderung des Bundes (Einmalvergütung) von 3‘400 Fr. (Stand: ab 2018) sowie Steuerabzüge von rund 2‘900 Fr. ab, kostet die Anlage nur noch 8’500 Fr. Dabei ist zu beachten, dass für den Erhalt der Einmalvergütung mit einer Wartezeit von mindestens zwei Jahren zu rechnen ist.
Die Herstellungskosten für den selber produzierten Strom liegen bei rund 13 Rp./kWh. Nach Abzug der Förderung und der Steuerersparnis sind es 9.5 Rp./kWh. Das ist deutlich weniger als Haushalte für den Strom aus der Steckdose bezahlen. Ein Schweizer Haushalt zahlt im Durchschnitt 20 Rp./kWh. Somit lohnt es sich, den selbst produzierten Solarstrom direkt selbst zu verbrauchen (Eigenverbrauch). Die Überschussproduktion, die nicht direkt im Haus gebraucht werden kann, wird ins Stromnetz abgegeben. Dafür erhält man eine Vergütung, den sogenannten Einspeisetarif.
Photovoltaik-Anlagen sind günstiger als gedacht (Kosten einer PV Solarstromanlage in der Schweiz / Quelle: Energie Schweiz)
Bei heute durchschnittlichen Strompreisen und Einspeisetarifen der Stromversorger kann man mit einer solchen Anlage Renditen von knapp 5% auf das durchschnittlich gebundene Kapital erzielen. Das gebundene Kapital ist im genannten Beispiel nur 4'250 Fr., also viel weniger, als die Anlage kostet. Das liegt daran, dass jährlich Erträge zurückfliessen und damit dieses Kapital nicht mehr gebunden ist.
Auf dem Solarrechner von EnergieSchweiz können Interessierte die Rendite einer Anlage auf ihrem Dach berechnen. Dafür braucht es den Stromtarif, der sich auf Stromrechnung ablesen lässt und den Einspeisetarif, der beim Stromversorger oder auf der Website www.pvtarif.ch zu finden ist.
Auch eine Solarwärmeanlage passt in fast jedes Budget: Eine Anlage mit fünf bis sechs Quadratmeter Kollektorfläche deckt 2/3 des Warmwasserbedarfs einer Familie und kostet nach Abzug des kantonalen Förderbeitrags und des Steuerabzugs weniger als CHF 10‘000. Der Solarrechner von EnergieSchweiz erlaubt auch die Berechnung einer solchen Anlage.
Aus dem Schulunterricht: Solaranlage einfach erklärt
Hier erfährst du, wie aus Sonnenlicht elektrische Energie, also «Strom» produziert wird und wie eine Solaranlage aufgebaut ist. In der Fachsprache nennt man die Solaranlage auch Photovoltaikanlage. «Photo» stammt aus dem Griechischen und bedeutet Licht. Ausserdem steckt das Wort «Volt» drin. Volt ist die Masseinheit für elektrische Spannung.
Eine Solaranlage besteht aus vielen einzelnen Solarzellen, die etwa so gross sind wie eine Handfläche. Eine einzelne Solarzelle produziert nur wenig elektrischen Strom. Um einen MP3-Player zu betreiben, bräuchtest du 7 solcher Solarzellen. Meistens sind 60 Solarzellen in einer Platte zusammengefasst. Eine solche Platte heisst Solarmodul. Eine Photovoltaikanlage auf einem Hausdach besteht aus 10 bis 100 solcher Solarmodule.
Presseartikel zu Solaranlage leicht und verständlich erklärt
Photovoltaik: Energiegewinnung mit der Sonne
Solarenergie nimmt eine Schlüsselrolle beim Umstieg zu erneuerbaren Energiequellen ein. Photovoltaik beschreibt dabei den Umwandlungsprozess von Lichtenergie in elektrische, nutzbare Energie. Erfahren Sie hier mehr darüber, wie genau Photovoltaik funktioniert, welche Vorteile die Technologie hat und wie viel eine Photovoltaikanlage kostet. In Deutschland sind Photovoltaikanlagen längst keine Seltenheit mehr: Viele Dächer zieren die großen, gräulich schimmernden Platten, die Sonnenstrahlen auffangen und später zu Verbrauchsenergie umwandeln. Mit der Umstellung auf Solarstrom stehen Verbraucher vor einer Vielzahl von Fragen. Vor allem die Funktionsweise, Effizienz, konkrete Vorteile und die Anschaffungskosten spielen eine Rolle. Zuletzt kommt der Amortisierung eine zentrale Bedeutung zu. Sie bezeichnet die Laufzeit, bis eine Photovoltaikanlage ihre Anschaffungskosten wirtschaftlich wieder eingespielt hat. Ab diesem Zeitpunkt rechnet sich die Solaranlage und sorgt somit für reduzierte laufende Kosten bei gleichbleibendem Verbrauch.
Der Unterschied zwischen Solarthermieanlagen und Photovoltaikanlagen
Solarthermie- und Photovoltaikanlagen fallen unter den Überbegriff Solaranlagen. Bei den Anlagen werden PV-Module beziehungsweise Solarkollektoren installiert, die Sonneneinstrahlen einfangen und in Energie umwandeln. Der Unterschied der Anlagen liegt bei der erzeugten Energieform. Eine Solarthermieanlage erzeugt Wärmeenergie, während Photovoltaikanlagen Strom erzeugen. So kann mit Solarthermie der Eigenverbrauch von Warmwasser oder die Heizungsanlage unterstützt werden. Mit einer PV-Anlage lässt sich Strom erzeugen. Wer genug Fläche hat, kann die beiden Solaranlagen auch miteinander kombinieren und so den Eigenverbrauch von Wärme und Strom fast vollkommen autark und mit erneuerbaren Energien decken.
So funktioniert Photovoltaik
So neu, wie viele glauben, ist die Photovoltaik-Technologie gar nicht. Sie wird bereits seit Ende der 1950er Jahre in der Raumfahrt verwendet, mittlerweile kommt sie aber auch auf der Erde zum Einsatz. Große Solarzellen fangen die Lichtenergie ein und wandeln sie zu elektrischer Energie um. Diese kommt entweder im eigenen Haushalt zum Einsatz oder wird gegen eine Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Gewonnene Energie aus der Photovoltaikanlage geht also nicht verloren, was ein Grund für die vorbildliche Rentabilität der Anlagen ist.
Warum eine Photovoltaikanlage bzw. PV-Anlage Solarenergie direkt in elektrischen Strom umwandeln kann, liegt an der besonderen Fähigkeit bestimmter Materialien – den sogenannten Halbleitern. Solarzellen besitzen zwei Halbleiterschichten, meist aus Silizium (Si). Diese zwei Schichten werden gezielt mit unterschiedlichen Materialien verunreinigt, sodass eine Schicht einen Protonen-Überschuss (p-dotiert, da zu viele positive Ladungsträger) und die andere Schicht einen Elektronen-Überschuss (n-dotiert, da zu viele negative Ladungsträger) besitzt. Trifft nun Lichtenergie in Form von Photonen auf diese zwei Schichten, kommt die Besonderheit der Halbleiter zum Tragen: Bei Zuführung von Energie, wie hier in Form eines Sonnen-Photons, entsteht im Halbleiter jeweils ein positiver und ein negativer Ladungsträger, die sich im Material frei bewegen können. Durch die unterschiedliche Ladung der beiden Halbleiterschichten wird nun der positive Ladungsträger zur n-dotierten Seite abgelenkt, der negative zur p-dotierten Seite. Dort werden beide von speziellen Kontakten abgenommen und abgeleitet. Dieser Gleichstrom fließt direkt zum Wechselrichter und wird hier in Wechselstrom umgewandelt. So kann er direkt im Haus verbraucht oder bei Überschuss ins Netz eingespeist werden.
Vorteile der Photovoltaik
Für lange Zeit hielt sich das Vorurteil, Photovoltaik wäre eine teure und ineffiziente Variante der erneuerbaren Energien. Diese Ansicht ist mittlerweile überholt, was dem Fortschritt und der gesteigerten Effizienz der Anlagen zu verdanken ist. Mittlerweile erzielt Photovoltaik auch im Verhältnis zu anderen erneuerbaren Energiequellen eine gute Position.
Das zeigt sich auch an den Fakten der Photovoltaik in Deutschland:
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In Deutschland gibt es immer mehr Photovoltaik: 2016 wurde ein Zubau von ca. 1.500 Megawatt festgestellt.
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Im Jahr 2016 wurden über 38 Terrawattstunden Strom durch Photovoltaik erzeugt.
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Insgesamt existieren mehr als 1,6 Millionen PV-Anlagen in Deutschland.
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Photovoltaik hält derzeit einen Anteil von rund sechs Prozent an der deutschen Stromerzeugung.
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Dadurch wurden 2016 etwa 24 Tonnen CO2 "eingespart".
Weitere Vorteile der Photovoltaik:
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PV-Anlagen lassen sich flexibel auf dem eigenen Dach oder im Garten installieren.
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Strom wird in umweltfreundlicher da emissionsfreier Form produziert.
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Die Energiequelle (Sonnenstrahlen) ist unbegrenzt verfügbar und kostet nichts.
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Mit einem Stromspeicher lässt sich erzeugter Strom auch dann nutzen, wenn die Sonne nicht scheint.
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Fördermittel (zum Beispiel KfW-Solar- und EEG-Solar-Förderung) entlasten Verbraucher bei den Anschaffungskosten.
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Hochwertige PV-Anlagen sind wartungsarm, da nur wenig bewegliche Teile verbaut werden.
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Durch Photovoltaik entstehen keine Lärm-, Geruchs- oder Schadstoffbelästigungen.
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Durch den Photovoltaik-Eigenverbrauch lässt sich (teilweise) eine Unabhängigkeit von den steigenden Strompreisen erzielen.
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Nutzer einer Photovoltaikanlage erhalten eine garantierte Einspeisevergütung für überschüssigen Strom. Die Einspeisevergütung liegt bei etwa 8-13 Cent pro kWh. Die Vergütung bringt Nutzern zwar keine hohe Rendite ein, hilft aber dabei die Kosten der PV-Anlage zu senken.
Fachbetriebe übernehmen Installation der Photovoltaikanlage
Ob Photovoltaik- oder Solarthermieanlage: Für die Installation und Wartung Ihrer neuen Anlage sollten Sie stets einen Fachmann beauftragen. Dieser übernimmt dafür die Haftung und erzielt eine möglichst hohe Effizienz der Anlage. Eine Besichtigung vor Ort, speziell beim Bau auf Dächern, ist anzuraten und wird üblicherweise von den Fachbetrieben eigenständig veranlasst.