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Photovoltaik 

Als Photovoltaik (PV) wird die direkte Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische Energie verstanden. Die Solarzellen weisen je nach Fertigungsmethode und Material (monokristallin, polykristallin und amorph) Wirkungsgrade zwischen 5-17 % auf. Sie werden zu sogenannten Solarmodulen zusammengeschaltet.

Photovoltaiksysteme bestehen aus Solarmodulen und einem Wechselrichter, der die von den Modulen erzeugte Gleichspannung auf 220 V Wechselspannung wandelt. Der erzeugte Strom wird bei bestehendem Netzanschluss direkt in das Stromnetz des Energieversorgers eingespeist und nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetzt (EEG) vergütet.

Die Photovoltaik-Anlage kann beliebig groß ausgelegt werden, da der Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Grenzen sind hierbei nur durch die vorhandene Dachfläche und dem eigenen Geldbeutel gegeben.


Funktionsweise
Eine netzgekoppelte Photovoltaik-Anlage mit der nach dem EEG üblichen Volleinspeisung erfordert einen separaten Zähler zum Netz des Versorgungsnetzbetreibers (VNB) und ist deshalb weitgehend von der sonstigen elektrischen Anlage des Hauses (Hausnetz) unabhängig.

Photovoltaikgenerator
Innerhalb eines Photovoltaikmoduls sind die einzelnen Solarzellen meist in Reihe geschaltet, so dass sich eine nutzbare Ausgangsspannung ergibt. Außerdem sind die Zellen durch den Aufbau des Moduls gegen Witterungseinflüsse geschützt. Die Reihenschaltung mehrerer Module heißt String (engl. für Strang) und definiert die Systemspannung auf der Gleichspannungsseite. Oft werden innerhalb eines Photovoltaikgenerators mehrere Strings parallel geschaltet.

Generatoranschlusskasten (GAK)
Bei einer Parallelschaltung auf der Gleichspannungsseite werden im GAK die einzelnen Strings zu einer Gleichstromhauptleitung zusammengefasst und dann in der Regel an einem zentralen Wechselrichter betrieben. Der GAK enthält auch Überspannungsableiter zum Schutz der Anlage, z. B. bei Blitzeinschlag. In einer Photovoltaikanlage mit Stringwechselrichtern entfällt der Generatoranschlusskasten in den meisten Fällen, da die Parallelschaltung über die einzelnen Wechselrichter auf der Wechselspannungsseite erfolgt.

Wechselrichter
Der Wechselrichter wandelt die Gleichspannung des Solargenerators in 230 V Netzspannung (~50 Hz) um. Dabei kann der Wechselrichter nur Leistung abgeben, wenn eine Netzspannung von außen – also vom VNB – vorhanden ist. Das stellen die oft schon im Wechselrichter integrierten Überwachungseinrichtungen sicher.

Netzanbindung
Ihre bisherigen Wechselstromverbraucher können den solar erzeugten Strom über das Hausnetz entnehmen. Sobald die Tageshelligkeit erreicht ist, gibt der Photovoltaikgenerator eine Spannung ab, die seitens der Module nicht abzuschalten ist.

Die Einspeisung ins Netz
Die Einspeisevergütung für Solarstrom wird bundesweit im EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) geregelt. Zur Erfassung des Solarstromes ist ein eigener Zähler notwendig. Das Hausnetz ist über den Bezugszähler an das Netz zur allgemeinen Versorgung angeschlossen, über den Ihr Verbrauch erfasst und von Ihrem EVU abgerechnet wird.
 


Tipp 1
Die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Anlagen ist von zahlreichen Faktoren abhängig (Standortbedingungen, Größe der Anlage, Höhe der Förderung, usw.).

Tipp 2
Je kWp Generator-Spitzenleistung wird eine Dachfläche von ca. 10 m² benötigt.