Mit einer Solaranlage zur Stromzeugung oder auch Photovoltaik-Anlage (kurz: PV-Anlage) wird Strom aus Sonnenlicht erzeugt.
Um diese Form der Stromerzeugung zu fördern, erhalten Anlagenbetreiber in Deutschland eine auf Grundlage des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) für 20 Jahre garantierte Abnahmevergütung für den in das Stromnetz eingespeisten Solarstrom. Alternativ besteht nach EEG auch die Möglichkeit, eine Vergütung für den Eigenverbrauch von Solarstrom in Anspruch zu nehmen. Diese Vergütungszahlungen sollen einen wirtschaftlichen Betrieb von PV-Anlagen sichern.
Das IWR stellt für die Solar-Planung neben einem EEG-Rechner für PV-Anlagen auch eine Suche in
der Solar-Handwerker-Datenbank nach Postleitzahlen zur Verfügung. Nachfolgend erhalten Sie die wichtigsten Grundlagen und Infos für die Errichtung einer PV-Anlage.
Zur Gewinnung von Strom mittels Solarenergie wird eine geeignete Aufstellungsfläche für die Photovoltaik-Module (kurz: PV-Module; Bauelement, das aus mehrere Solarzellen besteht) benötigt. Um Solarzellen mit einer Leistung von 1 kW installieren zu können, werden etwa 8-10 m² Aufstellungsfläche benötigt. Mehrere PV-Module werden zu einer PV-Anlage verschaltet.
Die produzierte solare Strommenge (kWh) in PV-Anlagen hängt hauptsächlich vom regionalen Standort in Deutschland, von der Ausrichtung (Himmelsrichtung) und vom Aufstellungs-Neigungswinkel ab. Faustformel: Pro kW installierter Solarleistung kann mit einer Stromerzeugung zwischen 700 und 1.200 kWh Solarstrom im Jahr gerechnet werden. Bei einer 10 kW-PV-Anlage (80-100 m² Flächenbedarf) schwankt die jährliche Solarstromernte somit zwischen 7.000 und 12.000 kWh (zum Vergleich: der durchschnittlicher Jahresverbrauch eines 4 Personen-Haushalts beträgt ca. 4.000 kWh).
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3. Solarstrom-Vergütung
Die Vergütung für den erzeugten Solarstrom ist gesetzlich im Erneuerbaren-Energien Gesetz (EEG) geregelt. Aufgrund des starken Wachstums der Branche unterliegen die Vergütungssätze für PV-Anlagen einer hohen Degression von derzeit 9-13% pro Jahr. Zusätzlich wurde im Jahr 2010 eine außerplanmäßige Absenkung der Vergütungssätze umgesetzt. Auch für das Jahr 2011 ist eine außerplanmäßige Absenkung der Vergütung vorgesehem. Alle Informationen zu den aktuellen Vergütungssätzen finden sie hier.
4. Stand der Technik
Grundsätzlich kann zwischen zwei Arten von Photovoltaik-Zellen unterschieden werden:
waferbasierte Siliziumzellen
Dünnschichtzellen
Waferbasierte Siliziumzellen haben derzeit den größten Marktanteil und werden meist für den netzgekoppelten Betrieb eingesetzt. Es kann unterschieden werden zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen, wobei die monokristalline Solarzellen einen etwas besseren Wirkungsgrad aufweisen, die polykristallinen Solarzellen hingegen leichte Kostenvorteile aufweisen. In der Regel werden diese Solarzellen aus Solarwafern hergestellt, die wiederum aus dünnen, hochreinen Siliziumscheiben bestehen.
Dünnschichtzellen können aus verschiedenen Materialien gefertigt werden z.B. amorphem Silizium, Cadmium-Indium-Diselenid (CIS) oder Cadmium-Tellurid (CdTe). Da bei der Produktion bedeutend weniger Energie und Material verbraucht wird sind sie kosteneffizienter. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Flexibilität der Zellen, so dass sie unter anderem als Designelement oder als Sonnenschutz eingesetzt werden können. Dünnschichtzellen in Standardmodulen, insbesondere auf Basis von (CdTe), haben in den vergangenen Jahren aufgrund des Kostenvorteils deutliche Marktanteile gewonnen. Bekanntester und größter Hersteller von PV-Modulen dieser Art ist das US-amerikanische Unternehmen First Solar.
In der Entwicklungsphase sind verschiedene vielversprechende Technologien wie z.B. die Tandemzellen oder Tripelzellen, bei denen durch Materialkombinationen ein größerer Lichtbereich ausgenutzt werden kann oder fokussierende Zellen, bei denen durch ein Linsensystem das einfallende Licht gebündelt und somit eine wesentlich kleinere Zelle benötigt wird. Auch organische Solarzellen, die aus organischen Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen, wurden in den letzten Jahren stark weiterentwickelt und könnten in naher Zukunft Marktreife erlangen.
Sie planen, eine Photovoltaik-Solaranlage zu bauen? In der nachfolgenden
Anbieterliste finden Sie eine Auswahl wichtiger PV-Händler. Bei größeren
Solaranlagen sollten Sie spezielle PV-Projektierungsunternehmen,
die PV-Anlagen planen, bauen und errichten, kontaktieren. Hersteller
von Solarzellen
und Solarmodulen finden Sie ebenfalls bei uns. Weitere Infos darüber, wie
hoch die Solarstrahlung an Ihrem Standort ist, erhalten Sie von Solar-Gutachtern. Für Ihre Hausanlage können Sie aber auch direkt Ihren
Solar-Handwerker vor Ort befragen (PLZ-Suche über die Solar-Handwerker-Datenbank)
bzw. unseren Leitfaden
für PV-Anlagen benutzen.
6. Netzanschluss
Damit der erzeugte Solarstrom in das Stromnetz eingespeist werden kann, wird ein Netzanschluss benötigt. Weitere Informationen über einen solchen Netzanschluss erhält man bei dem zuständigen Stromnetzbetreiber (i.d.R. über Ihren örtlichen Stromversorger erreichbar).
7. Solarförderung& Finanzierung
Die Vergütung für den erzeugten Solarstrom erfolgt nicht aus staatlichen Steuermitteln. Die Stromnetzbetreiber sind gesetzlich verpflichtet, die Vergütung für den Solarstrom der PV-Anlagen-Betreiber zu zahlen. Finanziert wird die Förderung durch die sogenannte EEG-Umlage, die mit der Stromrechnung an die Stromkunden überwälzt wird. Nach einem starken Anstieg liegt die Umlage im Jahr 2011 bei 3,5 ct/kWh (2010: 2,0 ct/kWh). Staatliche Zuschüsse zum Kauf von PV-Anlagen werden noch von einigen wenigen Bundesländern sowie einigen Kommunen gewährt. Zinsgünstige Kredite werden von der Kreditanstalt für Wiederaufbau KfW vergeben. Ein Kredit-Formular der KfW und weitere Infos erhält man über jede Hausbank (weitere Infos).
8. Wirtschaftlichkeitsberechnung
Die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage ist, neben den Standortfaktoren wie Dachausrichtung, Aufstellwinkel usw., auch von zahlreichen
weiteren Faktoren (Höhe der Investitionskosten, Erlöse, Zinssatz, persönlicher
Steuersatz, Anteil Eigenkapital/Fremdkapital, jährliche Betriebskosten,
etc.) abhängig. Lassen Sie sich ggf. von Ihrem Steuerberater beraten.
9. wichtige Begriffe
Photovoltaik (PV): Umwandlung von Strahlungsenergie
(Sonnenenergie) in elektrischen Strom mittels Solarzellen
PV-Modul: Einzelne Solarzellen bauen nur eine geringe Spannung auf und werden deshalb in Modulen zusammengeschaltet. Zum Schutz vor äußeren Einflüssen werden die in Reihe geschalteten Solarzellen mit einer gehärteten Glasplatte und einer Kunststofffolie laminiert.
Nennleistung: vom Hersteller angegebene maximale Dauerabgabeleistung
einer Anlage unter standardisierten Laborbedingungen (Sonneneinstrahlung,
Temperatur, etc.). I.d.R. mit Wp für Wpeak (Spitzenleistung) abgekürzt
Maximum Power Point (MPP): der Maximum Power Point ist der Punkt des Strom-Spannungs-Diagramms einer Solarzelle, an dem die größte Leistung entnommen werden kann, d.h. der Punkt, an welchem das Produkt von Strom und Spannung sein Maximum hat. Er ist nicht konstant und differiert in einem Intervall, welches von der Bestrahlungsstärke, der Temperatur und dem Typ der Solarzellen abhängt.
Wirkungsgrad: : Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel Prozent der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.
Wechselrichter: Wechselrichter wandeln den durch eine Solaranlage produzierten Gleichstrom in den für die Einspeisung in das öffentliche Netz notwendigen Wechselstrom um.
Weitere wichtige Infos zur Planung
einer PV-Anlage
- Genehmigung
Die Genehmigung von Solaranlagen zur Stromerzeugung geschieht durch die Bauordnungsämter. Zuständig für die Gesetzgebung sind die Länder (Landesbauordnungen). In der Regel sind Solaranlagen genehmigungsfrei, sofern sie an der Fassade, auf Flachdächern oder in der Dachfläche errichtet werden. Einige Länder bestehen auf eine Genehmigungspflicht für Anlagen, die aus dem Baukörper hervorspringen. Weitere Einschränkungen können durch örtliche Bebauungspläne oder andere Vorschriften für die bauliche Gestaltung vorgegeben werden (z. B. denkmalgeschützte Bauten).
Hinweis: Für eine PV-Freiflächenanlage wird auf jeden Fall eine Baugenehmigung benötigt. Bitte erkundigen Sie sich bei der Planung einer PV-Anlage bei der zuständigen Bauordnungsbehörde nach bestehenden Vorschriften hinsichtlich der Genehmigung der Anlage.
- Statische Anforderungen und Installation
Das zusätzliche Gewicht, welches durch eine PV-Anlage herbeigeführt wird, beträgt ca. 25 kg/m² und überschreitet in der Regel nicht 15 % der Gesamtlast, für die der Dachstuhl ausgelegt ist. Allerdings sollte bei größeren Dachneigungen bzw. windexponierten Standorten eine individuelle Prüfung der Dachstatik erfolgen. Die Installation der Solarmodule auf dem Dach ist relativ leicht machbar. Auf Schrägdächern werden die Solarmodule üblicherweise auf eine Unterkonstruktion mit einigen Zentimetern Abstand zum Dach montiert. Werden die Solarmodule schon während der Bauphase in das Dach integriert, dann können Kosten für Dachziegel eingespart werden. Eine optimale Nutzung der Strahlungsenergie ergibt sich mit der Montage der Module auf nach Süden ausgerichteten Dächern mit einer Dachneigung von 45°. Jedoch haben Untersuchungen ergeben, dass hier Toleranzen möglich sind. So werden beispielsweise für alle Dachausrichtungen von Südost bis Südwest und Dachneigungen zwischen 10° und 50° mindestens 95 % der maximalen Energieausbeute erreicht.
Die erwartete Lebensdauer von Solarmodulen liegt heute bei weit über 25 Jahren. Aus diesem Grund ist eine einwandfreie Montage wichtig, damit keine Schäden bezüglich der Haltekonstruktion oder der elektrischen Verdrahtung auftreten und so ein langfristiger Einsatz der Solarmodule möglich wird. Aus diesem Grunde sollte die Installation von Fachleuten vorgenommen werden.
Weitere PV-Infos zur Solarenergie, PLZ-Suche nach Solar-Handwerker,
Solaranlagen-Förderung, Solarfonds, etc. unter www.solarbranche.de
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Weitergehende Informationen und Hilfen in unseren Leitfaden
für private PV-Anlagen.
