Photovoltaik
Photovoltaik - der umweltfreundliche Stromerzeuger
Photovoltaik - der umweltfreundliche Stromerzeuger
Mit Photovoltaik wird Sonnenenergie über Solarmodule in elektrische Energie umgewandelt. Neben der Geothermie (Erdwärme), der Wasserkraft, der Bioenergie und der Windenergie gehört das Sonnenlicht zu den regenerativen Energien, die umweltfreundlich sind und in unbegrenztem Maße zur Verfügung stehen. Doch wie funktioniert die Stromerzeugung mit einer Photovoltaik-Anlage, wo kann sie montiert werden und welche Vorteile sind mit ihr verbunden?
Wie funktioniert die Photovoltaik-Technik?
Eine Photovoltaik-Anlage besteht aus einer Vielzahl von Solarzellen, die zu größeren Einheiten, zu Solarmodulen zusammengefasst sind. Das einfallende Sonnenlicht wird durch die Solarzellen in Gleichstrom übersetzt und über sogenannte Wechselrichter in Wechselstrom mit der haushaltsüblichen Stromspannung von 230 Volt umgewandelt. Der erzeugte Strom steht entweder für den Eigenbedarf zur Verfügung oder wird vollständig in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist. Private Haushalte beziehen ihren Strom dann aus dem öffentlichen Stromnetz mit dem Unterschied, dass sie auf der Grundlage des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) eine sogenannte Einspeisevergütung für den durch sie als Betreiber erzeugten Strom erhalten. Das bedeutet, dass sich eine Photovoltaik-Anlage durch die Verrechnung der Einspeisung mit dem tatsächlichen Verbrauch nach einigen Jahren bereits amortisiert. Dabei handelt es sich um sogenannte netzgekoppelte Anlagen, die am häufigsten verwendet werden. Sie haben den Vorteil, dass durch die Einspeisung in das öffentliche Versorgungsnetz ein großer Speicher entbehrlich ist, der erforderlich wäre, um den erzeugten Strom für den eigenen Haushalt zu verwenden, und so Kosten gespart werden können.
Die Leistung einer Photovoltaik-Anlage
Die Leistung einer Photovoltaikanlage wird in Wp (Watt Peak) gemessen, während die Angabe der Leistung auf den Solarmodulen als sogenannte Nennleistung bezeichnet wird. Sie kann allerdings nur an sehr sonnenreichen Tagen oder unter Laborbedingungen erzielt werden. Grundsätzlich wird eine Leistung von einer Kilowattstunde (kWh) erzeugte Energie pro angegebener Wattzahl der Leistung zugrunde gelegt, die darüber entscheidet, wie groß eine Photovoltaik-Anlage sein muss, um ein Haus mit einer bestimmten Größe vollständig mit Strom zu versorgen. Bei Photovoltaikanlagen gibt es nicht nur Unterschiede in Bezug auf die Nennleistung, sondern auch bezüglich des Wirkungsgrads und der Effektivität der verwendeten Solarzellen. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel Prozent der durch die Solarmodule eingefangenen Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird. Dieser Wert hängt insbesondere von der Leistungsfähigkeit beziehungsweise der Beschaffenheit der Solarzellen ab, die in monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Zellen unterteilt werden.
Die Vorteile von Photovoltaikanlagen
Die Photovoltaikanlagen bieten eine Vielzahl von Vorteilen, nämlich diese:
- Es gibt unterschiedliche Standorte für Photovoltaik-Anlagen. Sie können auf Dächern, auf Freiflächen oder an Fassaden montiert werden, sodass sie nahezu für jedes private Wohnhaus unterschiedlicher Größe sowie für gewerbliche Gebäude realisierbar sind. Damit das Sonnenlicht ungehindert auf Solarmodule einwirken kann, sollte die Wirkung der Photovoltaik-Anlage nicht durch Schattenbildung reduziert werden. Die Größe der Anlage ist abhängig von dem benötigten Strombedarf und von der zur Verfügung stehenden Stellfläche.
- Die Montage erfolgt in kurzer Zeit, wobei sich der Installateur um alle mit der Montage verbundenen Aufgaben kümmert, wozu auch die Anmeldung beim zuständigen Energieversorgungsunternehmen gehört. Die anfallenden Kosten setzen sich zusammen aus der Versicherung, der Wartung und der Reinigung der Photovoltaikanlage.
- Der entscheidende Vorteil ist der Umweltaspekt der Photovoltaik-Technik. Die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom erfolgt, ohne dass Abgase entstehen. Insoweit ist sie gegenüber den kohlenstoffhaltigen fossilen Energieträgern wie Braunkohle, Erdöl, Erdgas oder Atomenergie ausgesprochen umweltfreundlich.
- Es gibt verschiedene Förderprogramme, mit denen die Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage finanziell unterstützt wird. Dazu gehört die auf Bundesebene angebotene Investitionszulage, die sich in Form von Steuergutschriften auswirkt. Darüber stellt die KfW-Förderbank Fördergelder zur Verfügung, die über die Hausbank in Form von zinsgünstigen Darlehen vergeben werden.
Die Leistung der Photovoltaik-Module ist in den letzten Jahren erheblich gesteigert worden, sodass trotz der reduzierten staatlichen Fördergelder noch eine ausreichende Rendite erwirtschaftet werden kann. Aufgrund der langen Lebensdauer der Anlagen von mindestens 25 Jahren können die für die Finanzierung in Anspruch genommenen Kredite nach einigen Jahren refinanziert werden, sodass die Photovoltaik-Anlage nach rund 12 bis 16 Jahren in die Tasche des jeweiligen Betreibers arbeitet.
