Photovoltaik ABC

A

AC

(engl.: alternating current, deutsch: Wechselstrom) Solarzellen und -module produzieren Gleichstrom, der von einem Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss, wenn dieser ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden soll. Siehe auch DC.

Amorphe Siliziumsolarzelle (A-SI)

Eine amorphe Siliziumsolarzelle (a-Si) besteht aus einer dünnen Siliziumschicht und ist eines der gängigsten Materialien, das in der Herstellung von Dünnschichtsolarzellen verwendet wird. Die Herstellung der Zellen ist im Vergleich zu kristallinen Solarzellen recht kostengünstig, da weniger Rohmaterialien verbraucht und aufwendige Waferherstellungsverfahren umgangen werden können. Obwohl a-Si-Zellen einen geringeren Wirkungsgrad als kristalline Solarzellen aufweisen, bieten sie jedoch Vorteile bei ungünstigen Lichtverhältnissen und bei hoher Betriebstemperatur.

Ampère

Maßeinheit für die elektrische Stromstärke, Abkürzung: A.
Multipliziert man die Stromstärke (I) (in Ampère) mit der Spannung (U) (Volt), so ergibt dies die Leistung (W) (Watt).

 

1 W = 1 VA

Anlagenplanung

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage müssen einige wichtige Fragen beantwortet werden:

  • Wie hoch ist der Strombedarf und zu welchen Zeiten wird Strom benötigt (Lastprofil)?
  • Wie hoch sind die Strombezugskosten?
  • Lohnt sich der Einsatz eines Batterie-Speichersystems und wie groß ist dieser idealerweise?
  • Wie viele Module können verschattungsfrei installiert werden und welche Anlagenleistung wird benötigt?
  • Welcher Modultyp und welcher Wechselrichter sind am besten geeignet?
  • Wie werden die Kabel verlegt?
  • Wie viel Gewicht darf überhaupt auf Ihr Dach montiert werden, und wie wird die Photovoltaikanlage am Dach befestigt?
  • Wie sieht es mit dem Blitzschutz aus?

Zu all diesen und anderen Fragen berät Sie gerne das Team der WG Solar Concept GmbH.

Aufbau einer Photovoltaikanlage (Netzgekoppelt)

Von den Solarmodulen, in ihrer Gesamtheit auch Solargenerator genannt, fließt der solar erzeugte Gleichstrom (DC) durch Solarkabel über die DC-Trennstelle zum Wechselrichter, der den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandelt. Von dort fließt er durch Stromzähler weiter über den Netzanschluss des Gebäudes in das örtliche Stromnetz. Im Wechselrichter befindet sich die Netzüberwachung. Die eingespeiste elektrische Energie der Photovoltaikanlage wird über einen eigenen Einspeisezähler registriert. Der in der Hausinstallation bereits vorhandene Bezugszähler misst weiterhin die vom Netzbetreiber bezogene elektrische Energie.

Schema einer netzgekoppelten Anlage ohne Batteriespeicher
Schema einer netzgekoppelten Anlage mit DC-gekoppeltem Batteriespeicher
Schema einer netzgekoppelten Anlage mit AC-gekoppeltem Batteriespeicher

Aufdachmontage

Die meisten Photovoltaikanlagen werden auf dem Dach montiert. Bei einer Aufdachmontage wird im Gegensatz zur Indachmontage die bestehende Dachhaut beibehalten. Die Solarmodule werden auf einem Montagesystem über der Dacheindeckung montiert, die somit ihre Abdichtungs- und Schutzfunktion behält.

Azimutwinkel

Zur Erzielung eines hohen Ertrags sollten Photovoltaikanlagen (auf der Nordhalbkugel) möglichst nach Süden ausgerichtet werden (siehe auch Dachneigung). Der Azimutwinkel beschreibt die Abweichung der PV-Fläche von der Südrichtung hinsichtlich der Ost-West-Ausrichtung.
Der Azimutwinkel beträgt 0°, wenn die Fläche genau nach Süden orientiert ist. Der Azimutwinkel wird positiv bei Ausrichtungen in Richtung Westen und negativ bei Ausrichtungen in Richtung Osten. Eine Ausrichtung genau nach Westen entspricht damit +90°, eine Ausrichtung genau nach Osten -90°.


B

Batterie-Speichersysteme

(auch Photovoltaik-Speichersysteme): Batterie-Speichersysteme bieten die Möglichkeit, den Solarstrom zwischenzuspeichern, wenn der Erzeugungszeitpunkt von Solarstrom nicht deckungsgleich ist mit dem unmittelbaren Verbrauch im Haushalt. Mit der Zwischenspeicherung kann der Eigenverbrauch von Solarstrom deutlich erhöht werden. Photovoltaik-Speichersysteme werden grundsätzlich in zwei Varianten eingeteilt, je nachdem ob die Batterie vor dem Wechselrichter (DC-gekoppeltes Batteriesystem) oder danach (AC-gekoppeltes Batteriesystem) angeschlossen ist.
Die Batterie im Photovoltaik-Speichersystemen speichert den überschüssigen Strom tagsüber und gibt ihn in der Nacht oder in strahlungsärmeren Zeiten wieder ins Hausnetz ab. Bei Fragen zu Batterie-Speichersystemen und zur individuellen Auslegung sprechen Sie uns an - wir beraten Sie gerne!

Baugenehmigung

Die Errichtung einer Photovoltaikanlage ist in der Regel verfahrensfrei. In jeder Gemeinde kann es individuelle, sogenannte gestalterische Bauvorschriften geben, die zur Vermeidung von Komplikationen bei der Gemeinde oder dem unteren Bauaufsichtsamt zu erfragen sind. Allgemeine baurechtliche Vorschriften wie maximale Höhe und die ursprünglich festgelegten Grenzen eines Gebäudes müssen in jedem Fall eingehalten werden. An denkmalgeschützten Gebäuden und in deren unmittelbarem Umfeld gilt Genehmigungspflicht von Seiten des Amtes für Denkmalschutz.
Freiflächenanlagen sind gesondert zu betrachten, da sie als selbstständiges Bauwerk einzuordnen sind. Wenden Sie sich bei Fragen einfach an das Team der WG Solar Concept GmbH.

Bezugszähler

Der Bezugszähler ist das Messinstrument, das den Bezug elektrischer Energie aus allgemeinen Versorgungsnetz in Kilowattstunden (kWh) zählt.

Blindleistung

Blindleistung ist immer dann vorhanden, wenn Wirkleistung entsteht. Jedoch liegen bei der Blindleistung die Dinge anders als bei der Wirkleistung: Sie verbraucht sich nicht und kann auch keine Arbeit leisten. Sie pendelt lediglich im Stromnetz hin und her - und belastet es dadurch zusätzlich. Denn alle Leitungen, Schalter, Transformatoren und sonstige Bauteile müssen zusätzliche Blindleistung berücksichtigen. Blindleistung kann Auswirkungen auf das Stromnetz haben, indem sie die Spannung senkt oder erhöht oder zur einer Phasenverschiebung führt.
Seit dem 1. Januar 2012 sind Anlagenbetreiber von Photovoltaikanlagen mit einer Leistung mehr als 3,68 kVA gemäß dem EEG verpflichtet, Blindleistung bereitzustellen. Um die Netzintegration der erneuerbaren Energien zu optimieren, können Wechselrichter einer einspeisenden Photovoltaikanlage die Blindleistung, wie vom Netzbetreiber gefordert, kontrolliert bereitstellen.

Blitzschutz

Eine Photovoltaikanlage erhöht grundsätzlich nicht das Risiko eines Blitzeinschlages in ein Gebäude. Gleichwohl ist der Installateur oder Planer der Photovoltaikanlage verpflichtet, sie gemäß den gültigen Blitzschutznormen zu errichten. Einerseits wird dadurch die Photovoltaikanlage selbst vor Schäden geschützt. Andererseits wird so auch die restliche Gebäudeinstallation vor Überspannung geschützt, die über die Photovoltaikanlage eingekoppelt werden könnten.

Bundesnetzagentur

Die Bundesnetzagentur mit Sitz in Bonn ist als selbstständige Bundesoberbehörde für den Wettbewerb auf den fünf Netzmärkten Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnverkehr verantwortlich. Im Bereich Elektrizität gewährleistet sie zudem, dass Zugang und Nutzung des Energieversorgungsnetzes für alle Netznutzer fair gestaltet ist.
Seit dem 1. Januar 2009 müssen Betreiber von Photovoltaikanlagen vor dem Netzanschluss Standort und Leistung ihrer Anlage an die Bundesnetzagentur melden, um die Einspeisevergütung zu erhalten.
der Link dazu: PV-Meldeportal der BNA

Bypassdiode

Einzelne oder mehrere Solarzellen in einem Solarmodul können durch Laub, Verschmutzung oder Lichthindernisse abgeschaltet werden. Eine abgeschaltete Solarzelle, durch die der Strom der übrigen Zellen hindurchfließt, kann sich bis zur Zerstörung erhitzen (sog. „Hot-Spot”-Effekt). Um dies zu verhindern, wird der Strom mittels einer Bypassdiode automatisch an diesen Zellen vorbeigeleitet. Ein Solarmodul hat üblicherweise - je nach Zellenzahl - zwei bis vier Bypassdioden.


C

Cadmiumtellurid (CDTE)

Cadmiumtellurid (CdTe) ist ein Verbindungshalbleiter mit hohem Absorptionsvermögen, der in der Produktion von Dünnschichtsolarzellen eingesetzt wird. Die Verbindung Cadmiumtellurid entsteht durch die Kombination von Tellur und Cadmium. Der Vorteil von Dünnschichtsolarzellen aus Cadmiumtellurid besteht insbesondere darin, dass das Sonnenlicht gut absorbiert wird und das Dünnschichtmodul auch unter ungünstigen Wetterbedingungen wie etwa bei Bewölkung oder schwachem, diffusem Licht sowie unter hohen Temperaturen sehr gute Erträge liefert.
Die Produktion von Solarzellen aus Cadmiumtellurid ist zwar besonders kostengünstig, jedoch birgt der Einsatz von Cadmium auch Gefahren für die Umwelt. Denn Cadmium ist ein giftiges Schwermetall und darf nicht in die Umwelt gelangen.

CIS-/CIGS-Solarzellen

CIS oder CIGS steht für eine Form der Dünnschichttechnologie, die bei Solarzellen angewandt wird. Dabei bestehen die Solarmodule mit Dünnschichtsolarzellen aus mehreren Schichten von unterschiedlich dotiertem Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Kupfer-Indium-Gallium-Schwefel-Selen. Die Schichtdicke einer CIS-/CIGS-Solarzelle beträgt nur etwa ein Hundertstel einer kristallinen Siliziumsolarzelle, was sich aufgrund des deutlich geringeren Materialverbrauchs in der Regel als Preisvorteil gegenüber kristallinen Solarzellen auswirkt. CIS-/CIGS-Dünnschichtmodule weisen dennoch einen guten Wirkungsgrad auf und erreichen zwischen 10 und 13 %.

CO2-Vermeidung

Während des Betriebs einer Photovoltaikanlage wird kein Kohlendioxid (CO2) freigesetzt. Eine Photovoltaikanlage produziert in ihrer Lebensdauer außerdem deutlich mehr Energie als zu ihrer Herstellung benötigt wird. Dadurch leisten Photovoltaikanlagen einen Beitrag zur Vermeidung des CO2-Ausstoßes. Im Laufe ihrer Betriebsdauer werden so pro Kilowatt peak (kWp) installierter PV-Leistung mindestens 7 Tonnen CO2 vermieden.


D

Dachneigung

Als Dachneigung wird der Winkel eines Daches zur Horizontalen bezeichnet. Der Ertrag einer Photovoltaikanlage hängt von der Orientierung der Photovoltaikfläche ab. Bei Dachneigungen im Bereich von 10° bis 50° werden die Solarmodule in der Regel parallel zur Dachfläche montiert. Der konstruktive Vorteil und eine optisch harmonische Einbindung der Anlage in das Gebäudebild stehen dabei im Vordergrund (siehe auch optimale Ausrichtung einer Solaranlage).


Bei Flachdächern bzw. nur leicht geneigten Dächern werden die Solarmodule nicht parallel zu Dachfläche angebracht, sondern in Deutschland meist im Bereich von 13° bis 30° aufgestellt. Sind die Solarmodule weniger als 13° geneigt, werden von Regen und Schnee nicht mehr ausreichend gesäubert.

DC

(engl.: direct current, deutsch: Gleichstrom) Im Gegensatz zum Wechselstrom (AC), der bei 50 Hz 50 Mal pro Sekunde die Polarität wechselt, bleibt beim Gleichstrom die Polarität unverändert. Eine Batterie liefert beispielsweise ebenso Gleichstrom wie ein Solarmodul.

DC-Trennstelle/DC-Hauptschalter (Gleichstromhauptschalter)

Sobald Licht auf die Solarmodule trifft, liegt bei einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage immer eine Gleichspannung bis zum Wechselrichter an. Um die Gleichspannung z. B. bei einer Kontrollmessung der Anlage oder einem Notfall vom Wechselrichter abtrennen zu können, muss in jeder Photovoltaikanlage eine DC-Trennstelle eingebaut werden. Dieser DC-Lasttrennschalter ist entweder bereits im Wechselrichter integriert oder wird extern angebracht.

Degression

Die Einspeisevergütung, die zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage gilt, wird dem Betreiber auf 20 Jahre fest zugesichert. Gleichzeitig ist im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegt, dass die Vergütungssätze für eingespeisten Solarstrom regelmäßig nach unten angepasst werden (Degression). Seit November 2012 hängen die Vergütungssätze für Solarstrom vom Zubau neuer Photovoltaikanlagen ab. Die Festlegung der Vergütungsdegression erfolgt quartalsweise, jeweils für drei Monate.

Dreiphasige Netzüberwachung / Dreiphasige Spannungsüberwachung

Die dreiphasige Netzüberwachung (auch als dreiphasige Spannungsüberwachung bekannt) ist eine Einrichtung, die ständig die Spannung aller drei Phasen überprüft. Sinkt eine der Spannungen unter einen festgelegten Grenzwert, dann schaltet sie den Wechselrichter automatisch ab. Liegt die Netzspannung wieder an, geht der Wechselrichter von selbst wieder in Betrieb.

 

Die dreiphasige Netzüberwachung ist üblicherweise im Wechselrichter integriert und trennt die Photovoltaikanlage vom öffentlichen Stromnetz, wenn dieses abgeschaltet werden muss. Bei der dreiphasigen Netzüberwachung ist in regelmäßigen Abständen eine Wiederholungsprüfung erforderlich. Alternativ kann bei Anlagen bis 30 kWp auch eine ENS eingesetzt werden.

Dünnschichtsolarzelle

Dünnschichtsolarzellen sind im Gegensatz zu konventionellen mono- oder multikristallinen Siliziumsolarzellen etwa um den Faktor 100 dünner. Sie müssen allerdings auf ein Trägermaterial aufgebracht werden. Für die jeweiligen Solarzellenmaterialien sind unterschiedliche industrielle Herstellungsverfahren vom Bedampfen des Trägermaterials im Hochvakuum bis zu Sprühverfahren verfügbar.


Durch Dünnschichtsolarzellen wird langfristig eine wesentliche Preissenkung von Photovoltaikanlagen erwartet. Materialeinsparung, Erforschung neuer Halbleitermaterialien, Niedertemperaturprozesse, die deutlich energieeffizienter sind, und ein hoher Automatisierungsgrad ermöglichen in einigen Jahren niedrigere Herstellungskosten. Heute bereits kommerziell erhältliche Solarmodule mit Dünnschichtsolarzellen basieren auf amorphem Silizium (a-Si), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIS/CIGS) oder Cadmiumtellurid (CdTe).


E

Eigenverbrauch von Solarstrom

Eigenverbrauch von Solarstrom bleibt auch künftig besonders attraktiv – oder lohnt sich heute sogar noch mehr als bisher. Wir nennen Ihnen vier gute Gründe, die für den Eigenverbrauch von Solarstrom sprechen.


In Deutschland wird je nach Einstrahlung und Anlagenqualität ein Energieertrag von etwa 900 –1.000 kWh/kWp erzielt. Ein durchschnittlicher Vier-Personen-Haushalt verbraucht im Jahr etwa 4.000 kWh Strom. Dies entspricht dem Jahresertrag von etwa 30 m2 Standard-Solarmodulen. Somit reicht schon die Dachfläche eines Einfamilienhauses aus, um den Jahresstrombedarf der gesamten Familie über die Photovoltaikanlage zu erzeugen.

 

Ein weiterer Vorteil der Photovoltaik liegt in deren Eigenschaft, dass immer dann, wenn viel Solarstrom erzeugt wird, der Energiebedarf auch am höchsten ist. Wird der selbst erzeugte Solarstrom direkt in unmittelbarer Nähe der Photovoltaikanlage verbraucht und beispielsweise durch eine intelligente Verbrauchssteuerung während der Mittagszeiten optimal genutzt, können die Stromnetze in Zeiten der Verbrauchs- und Erzeugungsspitzen zusätzlich entlastet werden. Solarstrom selbst zu produzieren und zu verbrauchen, führt zudem zu einer dezentralen Energieversorgung und damit zu einer Unabhängigkeit in vielerlei Hinsicht. Fossile Brennstoffe sind endlich, ebenso wie Kernbrennstoffe. Allein die Erschließung der knappen Ressourcen wird schon jetzt immer teurer, was sich regelmäßig auf die Preissteigerung des Haushaltsstrompreises auswirkt. Insofern gibt es mittel- bis langfristig keine andere Alternative, als neue Energiequellen zu nutzen. – Umso besser, dass die Erzeugungskosten von Solarstrom allein in den letzten Jahren rasant gesunken sind.


Während sich die erzeugte Solarstrommenge in den letzten drei Jahren versechsfacht hat, sind die Systemkosten von Photovoltaikanlagen seit 2006 um mehr als 60% im Preis gesunken. Damit liegt in Deutschland erzeugter Solarstrom bei ca. 17 Cent pro kWh und somit deutlich unter den Bezugskosten von derzeit etwa 21 bis 26 Cent je kWh. Mit jeder selbst genutzten kWh Strom sparen Sie zwischen 4 und 9 Cent ein. Batterie-Speichersysteme bieten die Möglichkeit, den Solarstrom zwischenzuspeichern und in strahlungsärmeren Zeiten in das Hausnetz abzugeben. Damit können Sie Ihren Eigenverbrauchsanteil nochmals deutlich erhöhen.


Sie sehen: Eigenverbrauch lohnt sich! Wenn Sie Fragen zum Thema „Eigenverbrauch von Solarstrom“ haben, sprechen Sie uns an.

Einspeisemanagement

Das EEG-Einspeisemanagement sieht vor, dass die Netzbetreiber unter bestimmten Voraussetzungen dazu berechtigt sind, die Einspeisung des Stroms aus erneuerbaren Energien in das öffentliche Netz vorübergehend abzuregeln. Voraussetzungen sind, dass andernfalls eine Überlastung der Netzeinrichtungen droht. Die Betreiber der stromerzeugenden Anlagen erhalten für die entgangene Einspeisevergütung eine Entschädigung in Höhe von 95%, sofern die nicht einspeisbare Energie 1% des Jahresertrags unterschreitet, darüber hinaus 100%.

 

Je nach Anlagengröße unterliegen nicht alle Photovoltaikanlagen im gleichen Maße dem Einspeisemanagement. Für Anlagen von 30 bis 100 kVA Leistung gilt das vereinfachte Einspeisemanagement: Hierbei ist eine Abschaltvorrichtung zur Abregelung durch den Netzbetreiber ausreichend. Anlagenbetreiber von Photovoltaikanlagen mit weniger als 30 kVA Leistung haben die Wahl zwischen dem vereinfachten Einspeisemanagement oder dem Drosseln der Einspeisung auf 70% der Anlagenleistung.


Photovoltaikanlagen über 100 kVA Leistung unterliegen in vollem Umfang dem Einspeisemanagement, das neben der Abschaltvorrichtung zur Abregelung durch den Netzbetreiber auch die Übertragung von Daten an den Netzbetreiber vorsieht.

Einspeisevergütung

Die ins allgemeine Stromnetz eines Netzbetreibers oder EVU eingespeiste elektrische Energie aus einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage wird vergütet. Die Höhe der Vergütung wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegt. Das Gesetz verpflichtet die Netzbetreiber, Photovoltaikanlagen an ihr Netz anzuschließen, den erzeugten Strom abzunehmen und nach einem festgelegten Mindestsatz zu vergüten. Die EVU müssen die Mindestvergütungen vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme an jeweils für die Dauer von 20 Kalenderjahren zuzüglich des Inbetriebnahmejahrs zahlen. Für Dach- und Freiflächenanlagen wird die Einspeisevergütung auf Anlagen bis maximal 10 Megawattpeak (MWp) Leistung beschränkt. Zu beachten ist hierbei, dass Dachanlagen auf neu errichteten Nicht-Wohngebäuden als Freiflächenanlagen eingestuft werden. Ausgenommen davon sind Anlagen auf neu gebauten, dauerhaft genutzten Tierställen, die von einer zuständigen Baubehörde genehmigt wurden.

 

Seit November 2012 hängen die Vergütungssätze für solarerzeugtem Strom vom Zubau an neuen Photovoltaikanlagen ab. Wird der im EEG vorgegebene Zubaukorridor von 2.500 bis 3.500 Megawatt pro Jahr erreicht, erfolgt eine reine Basisdegression der Vergütung von einem Prozent pro Monat. Liegen die Zubauzahlen höher, wird davon abhängig eine stufenweise Absenkung vorgenommen. Die Festlegung der Vergütungssätze erfolgt quartalsweise, jeweils für drei Monate. Zur Ermittlung der Absenkungshöhe werden die Zubauzahlen seit Juli 2012 auf ein Jahr hochgerechnet und je nach Abweichung vom geplanten Zubaukorridor festgelegt. Ab November 2013 entfällt die Berechnung, und es werden die Zubauzahlen eines kompletten Jahres als Grundlage zur Ermittlung der Absenkungshöhe herangezogen.

Schema monatlicher Degressionszinssatz

Die Grafik links erläutert die Bemessungszeiträume, die der Berechnung jeweils zugrunde gelegt werden.

 

Neu im EEG ist das sogenannte Marktintegrationsmodell. Dabei wird künftig nicht mehr der gesamte Anteil des produzierten und eingespeisten Stroms vergütet, sondern nur noch 90 Prozent der erzeugten Strommenge bei Anlagen von 10 kWp bis 1 MWp Leistung. Damit sollen Anreize geschaffen werden, die restlichen 10 Prozent der erzeugten Strommenge selbst zu verbrauchen oder direkt zu vermarkten.

Einspeisezähler

Der Einspeisezähler ist das Messinstrument, das die ins allgemeine Versorgungsnetz eingespeiste elektrische Energie der Photovoltaikanlage in Kilowattstunden (kWh) zählt.

Energetische Amortisation

Damit wird die Zeitspanne bezeichnet, die eine Photovoltaikanlage benötigt, um die für ihre Herstellung notwendige Energie selbst zu produzieren. Die energetische Amortisation bei Photovoltaikanlagen hängt sehr stark von der eingesetzten Zellentechnik und dem verwendeten Rohmaterial ab. Sie liegt bei Anlagen mit multikristallinen Siliziumsolarzellen bei ca. 3 bis 6 Jahren, bei Dünnschichtsolarzellen bei ca. 2 bis 3 Jahren und bei monokristalliner Technik bei ca. 5 bis 7 Jahren.

ENS

Einrichtung zur Netzüberwachung mit jeweils zugeordnetem allpoligem Schaltorgan in Reihe. Eine Photovoltaikanlage darf nur in ein einwandfrei funktionierendes öffentliches Stromnetz einspeisen. Ist das Netz defekt oder abgeschaltet, muss der Wechselrichter selbsttätig abschalten. Die ENS beinhaltet eine redundante Spannungs- und Frequenzüberwachung des Stromnetzes und wertet festgestellte Sprünge in der Netzimpedanz aus. Werden die eingestellten Grenzwerte überschritten, schaltet die ENS den Wechselrichter aus. Liegt die Netzspannung wieder an, geht der Wechselrichter von selbst wieder in Betrieb. Siehe auch Netzüberwachung

Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG)

Am 25.2.2000 wurde das Erneuerbare Energien-Gesetz (kurz: EEG) im Bundestag verabschiedet und am 1.4.2000 in Kraft gesetzt. Mit dem Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien soll im Interesse des Klima- und Umweltschutzes der Anteil an erneuerbaren Energien an der Stromversorgung in Deutschland auf mindestens 30 Prozent bis zum Jahr 2020 erhöht werden. Das EEG regelt auch die Abnahme und die Vergütung von Strom, der ausschließlich aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird. Die Netzbetreiber oder EVU sind verpflichtet, den Strom aus erneuerbaren Energien und damit auch den Strom aus Photovoltaikanlagen abzunehmen und entsprechend zu vergüten. Die Vergütungssätze werden jeweils für die Dauer von 20 Jahren zuzüglich des Inbetriebnahmejahres bezahlt.

Ertrag

Der elektrische Energieertrag einer Photovoltaikanlage kann bei einer netzgekoppelten Anlage direkt am Einspeisezähler (in kWh) abgelesen werden. Um Ihren Energieertrag mit dem anderer Photovoltaikanlagen vergleichen zu können, errechnen Sie den spezifischen Jahresertrag: der elektrische Energieertrag eines ganzen Jahres geteilt durch die installierte kWp-Leistung der Anlage (kWh pro kWp). – Die Erträge von Photovoltaikanlagen liegen im Mittel je nach Region, Ausrichtung und Aufstellung, Qualität der Anlagenkomponenten und deren Abstimmung aufeinander in Deutschland zwischen 900 und 1.000 kWh pro kWp und Jahr.

Europäischer Wirkungsgrad

Der Umwandlungswirkungsgrad eines Wechselrichters ist über den Leistungsbereich nicht konstant. Der maximale Wechselrichterwirkungsgrad gibt lediglich den maximalen Punkt einer Wirkungsgradkennlinie an. Bei bewölktem Himmel arbeitet z. B. der Wechselrichter im unteren Teillastbereich mit schlechterem Wirkungsgrad. Der europäische Wirkungsgrad stellt einen gewichteten Wirkungsgrad dar.
Er wird berechnet, indem verschiedene Teillastwirkungsgrade und der Volllastwirkungsgrad nach der Häufigkeit ihres Auftretens gewichtet werden. Ein Wechselrichter mit einem 1% höheren europäischen Wirkungsgrad holt in der Regel auch ca. 1% mehr elektrische Energie aus einer Anlage heraus. Handelsübliche Wechselrichter haben europäische Wirkungsgrade von ca. 92 bis 98 %.

EVU

Energieversogungsunternehmen, siehe auch Netzbetreiber.


F

Fassadenanlage

Eine Fassadenanlage ist eine an einer Gebäudefassade angebrachte oder als fester Bestandteil einer Fassade ausgeführte Photovoltaikanlage. Bei senkrecht angebrachten und nach Süden orientierten Solarmodulen ergeben sich Ertragseinbußen von etwa 30% gegenüber einer fest nach Süden orientierten Schrägdach-Photovoltaikanlage. Hinsichtlich des Ertrags sind Module interessant, die mit 13° bis 30° Ausstellwinkel Überdachungen oder Fensterabschattungen bilden.

Flachdachanlage

Als Flachdachanlage bezeichnet man eine auf einem Flachdach installierte Photovoltaikanlage. Die Unterkonstruktion kann dabei fest im Dach verankert werden oder ohne Dachdurchdringung aufgesetzt (schwimmend) montiert und ausreichend beschwert werden. Die Solarmodule sollten mit 13° bis 30° aufgestellt werden. Um hintereinander montierte Module nicht zu verschatten, müssen zwischen den Modulreihen Flächen freigelassen werden.
Neben aufgeständerten Systemen, die nach Süden ausgerichtet sind, gibt es auch sogenannten Ost-West Aufständerungen. Der Vorteil von Ost-West Flachdachsystemen liegt darin, dass die Abstände zwischen den Modulen minimiert werden und damit mehr Leistung auf dem Dach untergebracht werden kann.

Förderprogramme

Neben dem EEG gibt es häufig individuelle Fördermöglichkeiten, wie z. B. zinsverbilligte Darlehen der KfW. Da sich diese häufig ändern, empfiehlt es sich, den aktuellen Stand unter www.kfw.de abzufragen.
Seit Mai 2013 gibt es auch ein Förderprogramm für Batterie-Speichersysteme. Damit wird vom Staat künftig der Bau neuer Batteriespeicher für Solarstromanlagen mit bis zu 660 Euro pro Kilowatt Solarstromleistung bezuschusst. Die Förderung kann für Photovoltaikanlagen beantragt werden, die ab Januar 2013 installiert wurden und eine maximale Leistung von 30 Kilowatt haben.
Sprechen Sie uns an – wir beraten Sie gerne!

Freiflächenanlage

Unter einer Freiflächenanlage versteht man eine Photovoltaikanlage, die nicht auf einem Gebäude, sondern auf einer Freifläche aufgestellt ist. Eine Freiflächenanlage kann als starr montierte oder als nachgeführte Variante ausgeführt werden. Der Bebauungsplan muss die Errichtung einer Photovoltaikanlage am gewünschten Standort gestatten (ggf. ist die Beantragung einer Bebauungsplanänderung erforderlich). Die Vergütung gemäß EEG fällt für diese Anlagenart geringer aus als bei Photovoltaikanlagen auf Gebäuden und wird nur bis zu einer Anlagenleistung von max. 10 MWp gewährt.


G

Globalstrahlung

Sie ist die Summe aus diffuser, direkter und reflektierter Sonnenstrahlung auf eine horizontale Fläche. Die mittlere jährliche Globalstrahlung auf die Horizontale beträgt in Norddeutschland etwa 950 kWh/m2 (Beispiel Hamburg) und in Süddeutschland etwa 1.085 kWh/m2 (Beispiel Stuttgart).


I

Inbetriebnahme

Der Anschluss einer Photovoltaikanlage ans Stromnetz muss von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Nach einer Prüfung der Anlage inkl. Kontrollmessungen wird sie in Betrieb genommen. Danach erfolgt die Abnahme der Photovoltaikanlage durch den Netzbetreiber.

Indachmontage

Bei der Indachmontage oder Dachintegration werden die Solarmodule in die Dachhaut integriert. Dabei wird die bestehende Dachhaut entfernt bzw. bei Neubauten oder Neueindeckungen die vorgesehene Modulfläche von vornherein ausgespart. Indachmontagen führen meist zu einer optisch sehr ansprechenden Dachgestaltung. Besonderes Augenmerk muss jedoch auf gute Hinterlüftung der Solarmodule gelegt werden, damit der Ertrag der Anlage nicht vermindert wird. Außerdem erfordert eine Indachmontage eine einwandfreie handwerkliche Ausführung, damit das Dach dauerhaft dicht bleibt.

Ingot

Ein Ingot ist ein Block aus reinem Silizium, der in dünne Scheiben geschnitten wird. Diese dünnen Scheiben nennt man Wafer. Ingots können entweder monokristallin oder multikristallin aufgebaut sein. Bei der Herstellung eines monokristallinen Ingots wird hochreines Silizium geschmolzen und danach bei einer Temperatur knapp über dem Schmelzpunkt mit Hilfe eines monokristallinen Siliziumstabs aus der Schmelze gezogen. Die multikristallinen Ingots (auch: polykristalline Ingots) werden erhitzt und kontrolliert abgekühlt. Während dieses Prozesses bildet sich im Ingot die für die PV-Anwendung notwendige multikristalline Struktur.

Inselsystem

Photovoltaik-Inselanlagen sind netzunabhängige Stromversorgungs- systeme, die aus Solarmodul(en), Laderegler, Akku(s) und ggf. einem Wechselrichter für Inselsysteme bestehen. Inselsysteme können nur die Energie liefern, die von den Modulen und den im System integrierten elektrischen Energiespeichern (in der Regel Akkumulatoren, „Batterien“) bereitgestellt wird. Inselsysteme sind meist die eleganteste Lösung zur Energieversorgung, wenn kein Netz- anschluss vorhanden ist, z. B. bei Garten-, Ferienhäusern und Hütten.


K

KfW-PROGRAMM

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) bietet verschiedene Förderprogramme an, mit denen die Investitionskosten einer Solarstromanlage finanziert werden können. Nähere Informationen und aktuelle Zinssätze erhalten Sie unter www.kfw.de, oder direkt bei Ihrer WG Solar Concept GmbH.

Klirrfaktor

Der Klirrfaktor bezeichnet die Restwelligkeit des Ausgangsstromes eines Wechselrichters und damit die Abweichung des gelieferten Stromes eines netzgekoppelten Wechselrichters von der idealen Sinusform des Netzstromes.

Kurzschlussstrom (IK, ISC)

Der Kurzschlussstrom ist der maximale Strom in einem elektrischen Stromkreis, der entsteht, wenn die Spannung U an den Klemmen gleich Null ist. Der Kurzschlussstrom eines Solarmoduls wird im Datenblatt angegeben. Bei der Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage werden die Kurzschlussströme der Teilanlagen gemessen. Der Kurzschlussstrom eines Solarmoduls oder Solargenerators ist fast proportional zur Sonneneinstrahlung.

kVA - KILOVOLTAMPÈRE

Das Kilovoltampère kVA ist eine gesetzliche Maßeinheit für die elektrische Scheinleistung S. Sie wird bei Wechselgrößen in der elektrischen Energietechnik zur Kennzeichnung der Anschlussleistung von elektrischen Maschinen oder Transformatoren verwendet.

kWh - KILOWATTSTUNDE

Einheit der Energie/Arbeit, entspricht der Leistung von einem Kilowatt über einen Zeitraum von einer Stunde. Der elektrische Energieertrag einer Photovoltaikanlage wird häufig in kWh angegeben.

kWp - KILOWATT PEAK

Einheit der maximalen („peak“) Leistung eines Solarmoduls oder eines Solargenerators. Durch den üblichen Index „p“ bei der Leistungseinheit wird darauf hingewiesen, dass die Leistung des Solarmoduls oder des Solargenerators unter Standard-Testbedingungen (STC) ermittelt wurde. Da Standard-Testbedingungen aufgrund der in der Praxis höheren Betriebstemperatur der Photovoltaikmodule nur selten erreicht werden, bleibt die Leistung eines Solarmoduls oder -generators im Betrieb meist unter der Spitzen- oder „Peak“-Leistung. 1 kWp entspricht 1.000 Wp (Watt peak).


L

Leerlaufspannung (UI, UOC)

Die Leerlaufspannung ist die maximale Spannung in einem elektrischen Stromkreis, die entsteht, wenn der Strom (I) gleich Null ist. Die Leerlaufspannung eines Solarmoduls wird auf dem Datenblatt angegeben. Bei der Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage werden die Leerlaufspannungen der Teilanlagen gemessen. Die Leerlaufspannung eines Solarmoduls oder eines Solargenerators ist abhängig von der Temperatur der Module.

Leistungsgarantie

Die Leistungsgarantie stellt eine erweiterte Garantie des Modulherstellers auf die Leistungsfähigkeit der Solarmodule dar. Qualitätsanbieter von Solarmodulen garantieren 80% der Leistung auf 20 oder 25 Jahre und evtl. 90% der Leistung auf zehn oder zwölf Jahre. Sollte die Leistung eines Moduls unter diese Werte fallen, so ist der Modulhersteller verpflichtet, z. B. die fehlende Leistung nachzuliefern oder Ersatzmodule bereitzustellen.

Leistungstoleranz

Die herstellerseitige Toleranzangabe der Nennleistung eines Solarmoduls gibt den Bereich an, in dem die Leistungen der einzelnen Solarmodule liegen müssen. Bei der Verschaltung der Solarmodule zu Strängen sind Module mit kleiner Leistungstoleranz günstig, denn sie verringern die Fehlanpassung der Module zueinander und erhöhen damit den Ertrag der Photovoltaikanlage. Sehr geringe Toleranzen liegen beispielsweise bei –0 bis +3%.