Photovoltaik – Aufdachsysteme

Photovoltaik ist eine einfache und zugleich besonders lohnende Möglichkeit, die Energiewende mitzugestalten.

Foto: C.Dohm, IfaS

Foto: C.Dohm, IfaS

Was ist Photovoltaik?

Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie (Strom). Hierbei werden Solarzellen verwendet, die aus Halbleitermaterialien (i.d.R. Silizium) bestehen. Wenn das Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, wird ein Teil der Energie in Strom umgewandelt. Solarzellen erzeugen Gleichstrom, welcher im Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird, sodass er ins Stromnetz des Hauses und auch ins Versorgungsnetz eingespeist werden kann. In Kombination mit einem Batteriespeicher kann der selbsterzeugte Strom im Haus gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden. Die Leistung der PV-Module ist abhängig von der Einstrahlung und der Temperatur. Zum besseren vergleich wird die Leistungsfähigkeit deshalb unter Laborbedingungen ermittelt, die dabei ermittelte Leistung wird in Kilowattpeak (kWp) oder Wattpeak (Wp) angegeben. In kWp wird ferner auch die Leistung der PV-Anlage angegeben. Der Wechselrichter muss auf die Leistung angepasst sein, kann aber etwas geringere Leistung aufweisen.

Welche Komponenten hat eine PV-Anlage?

• PV-Module: Die Module bestehen aus vielen aneinandergereihten Solarzellen und wandeln die Energie der Sonne in Gleichstrom um.
• Wechselrichter: Um den Strom im Haushalt nutzen zu können, muss ein Wechselrichter den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln.
• Netzanschluss: Der Wechselrichter ist mit dem Haushaltsstromnetz verbunden.
• Batteriespeicher (bei Bedarf): Der produzierte Strom kann zwischengespeichert werden. Hierdurch erhöht sich der Eigenverbrauch.
• Energiemanagementsystem (bei Bedarf): Das Energiemanagementsystem (EMS) ist der Kopf einer PV-Anlage. Es erfasst den Stromverbrauch im Haus und vernetzt sich u.a. mit Wechselrichter und ggf. der Batterie und entscheidet, ob die Batterie geladen oder entladen werden sollte. Zudem kann es auch große Verbraucher wie bspw. eine Wallbox oder eine Wärmepumpe steuern.

Vorteile der Photovoltaik

Die Photovoltaik (PV) ermöglicht eine umweltfreundliche Energieerzeugung aus einer regenerativen Quelle ohne Zuhilfenahme von klimaschädlichen fossilen Energiequellen, wie z. B. Kohle oder Gas. Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen Energiequellen verursacht die Nutzung von Solarenergie im Betrieb keine Treibhausgase. Zusätzlich stellt Solarenergie eine unerschöpfliche Energiequelle dar, d. h. sie ist nicht endlich, wie z. B. die globalen Erdölreserven. Folglich bietet Photovoltaik mittelfristig eine höhere Versorgungssicherheit als es fossile Energieträger tun. Besitzer einer Photovoltaikanlage machen sich nicht nur unabhängiger von schwankenden Strompreisen, sie bekommen sogar für 20 Jahre eine garantierte Einspeisevergütung für den ins öffentliche Netz eingespeisten Strom. Nach 20 Jahren kann der überschüssige Strom zu marktüblichen Preisen ins Stromnetz verkauft werden. Durch die Möglichkeit überschüssigen Strom ins Netz zu verkaufen, kann die Anlage größer gebaut werden als nur für den eigenen Strombedarf nötig.

Inwiefern spare ich mit einer PV-Anlage Geld?

Der von der PV-Anlage produzierte Strom wird zunächst für den Eigenbedarf genutzt. Dann wird Überschussstrom in das öffentliche Netz eingespeist. Bei zu geringer solarer Einstrahlung wird der Strombedarf aus dem Netz gedeckt. Daher spricht man von einem „Prosument“ (= Produzent und Konsument von Strom). Durch den Eigenverbrauch reduziert sich die Menge des aus dem Netz bezogenen Stroms, wodurch sich auch die Kosten für den Strombezug reduzieren. Für den in das öffentliche Netz eingespeiste Strom bekommen Sie für 20 Jahre eine Einspreisvergütung. Die Regelungen hierzu sind im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegt. Dies regelt auch die Höhe der Einspeisevergütung.

Wie groß muss meine PV-Anlage sein?

Wer seinen Strombezug reduzieren möchte, sollte über eine PV-Anlage nachdenken. Die kleinste Einheit, in der man sich eine PV-Anlage anschaffen kann, ist ein einzelnes Modul. Dieses wird dann mit einem Mikrowechselrichter häufig über einen normalen Schukostecker mit dem Stromnetz verbunden. Deshalb nennt man diese Anlagen welche mit 1-4 Modulen betrieben werden auch Steckersolargeräte oder auch Balkonkraftwerke, weil sie auch häufig an den Geländern von Balkonen angebracht werden. Diese sind vor allem darauf ausgelegt den Grundbedarf des Hauses zu decken. Überschüssiger Strom wird unvergütet ins Netz eingespeist. Aufgrund ihrer geringen Leistung gibt es im Haushalt allerdings genügend Verbraucher, die einen Großteil der Produktion direkt vor Ort verbrauchen können, sodass der Mangel an Vergütung nicht zu sehr ins Gewicht fällt. Steckersolargeräte können oft ohne die Hilfe eines Fachhandwerkers installiert werden, was sie besonders günstig in der Anschaffung macht.

Wer einen signifikanten Anteil seines Strombedarfes durch die Sonne decken möchte, muss hier allerdings etwas größer denken und eine PV-Aufdachanlage installieren. Diese werden in der Regel von Fachbetrieben installiert. Die maximale Größe richtet sich hierbei nach den geeigneten Dachflächen. Die Kosten einer PV-Anlage setzen sich aus mehreren Bestandteilen zusammen und nicht alle dieser Bestandteile sind abhängig von der Anlagengröße. Diese Fixkosten, wie der Gerüstbau, Planung und Anmeldung der Anlage, Ertüchtigung des Zählerkastens und Netzanschluss sind mehr oder weniger dieselben egal, ob die Anlage 3 kW_p oder 30kW_p besitzt. Somit werden größere Anlagen verhältnismäßig günstiger insbesondere seitdem der ursprünglich größte Block der variablen Kosten, die Modulkosten, immer günstiger geworden sind.

Je größer die Anlage, desto geringer der prozentuale Anteil des Stromes den man im Haushalt verwerten kann. Selbsterzeugter Strom, der den Zukauf von Strom aus dem Netz ersetzt, ist wertvoller als der Strom, der ins Netz eingespeist wird. Da sich dieses Verhältnis von Stromnutzung zu Stromverkauf mit größer werden Anlagen ändert, sinkt der durchschnittliche Erlös einer Einheit Strom aus der PV-Anlage. Dies wird  allerdings dadurch kompensiert, dass durch die sinkenden spezifischen Installationskosten auch die Produktion einer Einheit Strom günstiger wird. Deshalb ist es in den meisten Fällen sinnvoll die gesamte geeignete Dachfläche zu nutzen. Ein weiterer Vorteil ist, dass größere PV-Anlagen auch eine höhere Autarkie (Unabhängigkeit) versprechen und man damit auch gewappnet ist, falls später mit einer Wärmepumpe oder einem Elektroauto weitere Großverbraucher hinzukommen.

Nächste Schritte

In vielen Regionen gibt es bereits sogenannte Solarkataster; diese ermöglichen es Ihnen, einfach abzuschätzen, ob sich Ihr Dach für eine PV-Anlage eignet. Generell eignen sich alle Dächer, welche keine starke Verschattung aufweisen. Nach Norden ausgerichtete Dächer haben, wenn sie besonders steil sind einen geringeren Ertrag, können sich im Einzelfall dennoch lohnen sollte eine Anlage auf der anderen Seite sowieso installiert werden. Ein lokales Solarunternehmen kann für Sie prüfen, ob Ihr Dach geeignet ist und plant alle weiteren Schritte mit Ihnen. Bei dem Gespräch sollten Sie die verfügbaren Dachflächen und deren Verschattung thematisieren. Außerdem sollten Sie die Kabelführung, den Anschluss ans Netz und gegebenenfalls über einen Batteriespeicher sprechen. Auf diese Weise können auch Sie bald vom Eigenstrom vom eigenen Dach profitieren.

Förderungen und Steuervorteile

Für eine PV-Anlage gibt es keine Investitionsförderung, sie werden stattdessen durch die garantierte Einspeisevergütung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Zudem sind PV-Anlagen und deren Komponenten von der Mehrwertsteuer befreit.