Solarenergie durch Photovoltaik

Photovoltaikanlagen sind die klimafreundlich Variante der Stromgewinnung. Durch die Photovoltaik-Technik wird aus eingestrahlter Sonnenenergie elektrischer Strom gewonnen.  Der gewonnene Strom kann zum einen für den Eigenverbrauch, zum anderen in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Jedoch sind für die Umsetzung einer Photovoltaikanlage gewisse Voraussetzungen notwendig.

Eigenversorgung durch Solarenergie

Trotz der Tatsache, dass die Einspeisevergütung gesunken ist und die Förderung für Solarstromgewinnung gekürzt wurde, ist die Photovoltaikanlage immer noch eine lukrative Variante der Stromgewinnung. Dies liegt unter anderem an der immer weiter entwickelten Technologie. Die Anlagen selbst bestehen aus vielen einzelnen Solarmodulen. Diese Module bestehen aus vielen Solarzellen. Das Hauptaugenmerk von Photovoltaiknutzern sollte nach derzeitigen Stand auf dem Eigenverbrauch liegen und nicht auf der Netzeinspeisung.

Aufbau einer Photovoltaikanlage

Solarenergie

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Wie bereits oben erwähnt, besteht eine Photovoltaikanlage aus mehreren Solarmodulen zusammen. Diese Solarmodule wiederum bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen. Diese Solarzellen, welche letztlich als Solarmodul fungieren, werden zu meist aus Silizium hergestellt. Das Ausgangsmaterial von Silizium ist Sand (Siliziumoxid) und ist daher fast unbegrenzt verfügbar. Silizium selbst ist ein Halbleiter.

Sobald Sonnenlicht eine der Solarzellen erreicht, werden Photonen durch den Halbleiter absorbiert. Photonen sind Teilchen aus welchem sich das Licht selbst zusammensetzt. Die Strahlungsenergie der Photonen selbst setzt sich aus positiver und negativer elektrischer Ladung zusammen und wird anschließend über Metallkontakte an der Solarzelle abgeleitet. Nach diesem Prozess wird die elektronische Ladung als Gleichstrom zum Wechselrichter weitergeleitet und wird dort in haushaltsüblichen Wechselstrom umgewandelt.

Arten der Solarmodule

Insgesamt stehen für den Aufbau einer Photovoltaikanlage drei verschiedene Solarmodule zur Auswahl. Es wird zwischen poliykristallinen Modulen, monokristallinen Modulen und Dünnschichtmodulen unterschieden.

Polykristalline Photovoltaikmodule

Polykristalline Photovoltaikmodule heben sich von den restlichen Modultypen vor allem durch das hervorragende Preis-Leistungs-Verhältnis ab. Sie haben in Deutschland auch den größten Marktanteil. Bei der Herstellung polykristalliner Photovoltaikmodulen wird Silizium eingeschmolzen und in sogenannte Ignots (Blöcke) gegossen. Diese Blöcke werden anschließend in feine Scheiben zersägt. Diese Scheiben werden als Wafer bezeichnet. Der Wirkungsgrad von Polykristallinen Modulen liegt bei etwa zwölf bis 16 Prozent.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarmodule hingegen haben mit einem Wirkungsgrad von 14 bis 20 Prozent den höchsten Wirkungsgrad von allen Modultypen. Sie werden ebenfalls aus dem Halbleiter Silizium erstellt, der Herstellungsprozess ist jedoch aufwendiger als bei der polykristallinen Herstellung. Des Weiteren ist es energieintensiver und dementsprechend auch kostspieliger. Durch den besseren Wirkungsgrad haben monokristalline Photovoltaikmodule auch auf einem verhältnismäßig kleinen Dach eine große Stromausbeute.

Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule können im Vergleich zu den oben angesprochenen monokristallinen Solarmodulen günstig gefertigt werden. Sie benötigen weniger Material- und Energieeinsatz. Von den gängigen Solarmodulen besitzen die Dünnschichtmodule den niedrigsten Wirkungsgrad. Dieser liegt nur bei ca. 6 bis 10 Prozent. Dünnschichtmodule selbst sind leichter wie kristalline Module, bei hohen Temperaturen weisen sie einen geringeren Leistungsverlust auf. Auch die Reaktion auf Verschattung ist im Vergleich weniger auffällig.

Ausrichtung der Photovoltaikanlage

Ausrichtung Photovoltaikanlage

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Damit die Stromgewinnung optimiert werden kann, wird empfohlen Photovoltaikanlagen auf Dächer zu installieren, welche nach Süden ausgerichtet sind. Im Idealfall beträgt die Dachneigung 35 Grad. Je mehr Abweichungen zu den angegebenen Werten vorliegen, desto mehr weichen die Werte von den Idealwerten ab. Es muss also mit Einbußungen gerechnet werden. Jedoch muss nicht nur die Dachneigung und die Ausrichtung des Daches bei der Neuanschaffung beachtet werden: Auch Verschattungen verschlechtern die Gewinnung von Solarenergie. So kann also ein Baum in der näheren Umgebung, ein Schornstein des Nachbarn oder aber die eigene Dach-Antenne zur Minderung der Eigenenergiegewinnung führen. All dies kann bereits vorab durch eine sogenannte Verschattungsanalyse der Photovoltaikanlage abgeklärt werden. Somit soll die Wirtschaftlichkeit der geplanten Anlage geprüft werden und letztlich sollen böse Überraschungen vermieden werden.

Eigenverbrauch ist mittlerweile der Slogan der Photovoltaikanlagen

Im Wandel der letzten Jahre ist auch die Gewinnerzielung bei Einspeisung ins öffentliche Stromnetz verloren gegangen. Noch vor ein paar Jahren war es eine lukrative Idee, den gewonnen Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen. Durch die sogenannte Netzparität ist nun vor allem der Eigenverbrauch interessant. Die oben genannte Netzparität schreibt vor, dass eigens erstellter Strom die selbigen Kosten wie Stromkauf verursacht.

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