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Rund die Hälfte des Wärme- und mehr als ein Drittel des Strombedarfs in der Schweiz lässt sich langfristig mit heute verfügbarer Solartechnologie auf bestehenden Bauten decken! (PDF)
Solarstrom nennt man den Strom, der durch den photovoltaischen Effekt in Solarzellen erzeugt wird. Der Fachbegriff Photovoltaik (griechisch: Photo = Licht und Volt = Masseinheit für elektrische Spannung) steht für die Technik, mit deren Hilfe Sonnenenergie direkt in elektrischen Gleichstrom umgewandelt wird (Abkürzung: PV).
Zentrales Element einer Solarstrom-Anlage ist das Photovoltaik-Modul, in dem eine Anzahl Solarzellen miteinander in Serie geschaltet sind. Mehrere miteinander parallel geschaltete Module bilden den Generator. Bei Netzverbundanlagen wir der von den Solarzellen produzierte Gleichstrom in den Wechselrichter geführt, wo die Umwandlung in netzkonformen Wechselstrom (230 V) erfolgt. Dieser Strom wird anschliessend ins öffentliche Stromnetz via einen Zähler eingespiesen. Bei einer Inselanlage ohne Verbindung zum öffentlichen Netz wird der produzierte Gleichstrom hingegen in einer Batterie gespeichert und bei Bedarf von dort wieder bezogen.
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. Auf der Oberseite der Solarzelle befinden sich fingerförmige Frontkontakte, der Rückseitenkontakt dagegen besteht aus einer durchgehenden Metallfläche.
Fällt Licht auf die Solarzelle, werden im Silizium Elektronen und Löcher (sog. Defektelektronen) erzeugt und durch das elektrische Feld getrennt. Die Elektronen werden dem Minuspol und die Defektelektronen dem Pluspol zugeführt. Verbindet man die Kontakte über einen elektrischen Verbraucher wie z.B. einem Kühlschrank, so wandern die Elektronen über den äusseren Stromkreis zum Pluspol zurück - es fliesst elektrischer Gleichstrom.
Er wandelt die vom Generator kommende Gleichspannung in Wechselspannung um, synchronisiert die Frequenz mit der des öffentlichen Stromnetzes, besitzt Überwachungseinrichtungen zur Trennung vom Netz bei Störungen und dient als Datenlieferant.
Grundsätzlich können PV-Anlagen überall dort installiert werden, wo ausreichend Licht hinfällt. Einen optimalen Ertrag bietet eine südorientierte Fläche mit etwa 30° Neigung. Eine Abweichung nach Südwest/Südost oder Neigungen zwischen 10° und 50° verringern den Energieertrag nur geringfügig. Verschattungen durch Bäume, Nachbarhäuser u.ä. sollten allerdings vermieden werden. 1 kWp installierte Leistung benötigen 6-7 m2 Fläche.
Als Faustregel gilt in unseren Breitengraden ein Energieertrag von 800 bis 1000 kWh pro kWp installierter Leistung der Anlage und Jahr. Eine 3-kWp-Anlage produziert ungefähr den jährlichen Strombedarf eines 3- bis 4-Personen-Haushalts mit massvollem Stromverbrauch.
Die Modulhersteller geben Garantien zwischen 20 und 25 Jahren. Die durchschnittliche Lebensdauer liegt bei 30-40 Jahren. Generell ist eine PV-Anlage sehr wartungs- und störungsarm.
Aufgrund der langen Lebensdauer der Module steht dieses Thema noch nicht im Vordergrund. Doch die Branche ist vorbereitet: Fast alle wichtigen Anbieter haben sich im Verband PV Cycle zusammengeschlossen, um ein freiwilliges Rücknahme- und Recyclingkonzept zu erarbeiten.
Ein Photovoltaikmodul kann zu 96 % recycelt werden. Die weltweit erste Versuchsanlage zum Recycling von kristallinen Siliziumsolarzellen ging 2004 in Freiberg in Betrieb. Dort werden bei Temperaturen um 600 °C die im Modul enthaltenen Kunststoffe verbrannt und zurück bleiben Glas, Metall, Füllstoffe und die Solarzelle.
Das Glas und die Metallfraktion werden an entsprechende Recyclingbetriebe weitergegeben. Von der Solarzelle werden die Oberflächenschichten durch einen chemischen Reinigungsschritt (Ätzen) gelöst. Aus dem Silizium der Solarzelle können dann wieder neue Solarzellen hergestellt werden. Bemerkenswert ist, dass wesentlich weniger Energie aufgewendet werden muss, wenn man aus den alten Solarmodulen das Silizium recycelt, als wenn man es neu herstellt.
Für einen qualitativ gleichwertigen Wafer aus Recycling-Silizium braucht man nur 30 % der Energie im Vergleich zu einem neuen Wafer. Recycling ist also ökologisch sinnvoll, da die Energierücklaufzeit geringer wird, das heisst, ein recyceltes Modul spielt den Energieaufwand, den man zur Herstellung gebraucht hat schneller wieder ein als ein Solarmodul aus nicht recycliertem Silizium.
Zum Glück nicht! Die für den Betrieb notwendige Reinigung erledigt hierzulande der Niederschlag.
Die lokalen Netzbetreiber müssen Solarstrom von Privaten abnehmen und vergüten.
Für Anlagen bis 3 kWp gilt das Prinzip des „Net Metering“, der Einspeisetarif ist identisch mit dem aktuellen Bezugstarif. Anlagen mit Baujahr ab 2006 können in den Genuss einer kostendeckenden Vergütung kommen. Der Beitrag variiert nach Gestaltung und Grösse der Anlage. Leider wurde der Gesamtbetrag für Strom von der Sonne in der neuen Energieverordnung (seit 1.1.2009) zu stark begrenzt. Antragsteller müssen deshalb mit längeren Wartefristen rechnen. mehr