Infos / Photovoltaik

Photovoltaik
Jährlich verbrauchen die Einwohner der Bundesrepublik die Energiemenge von 500 Millionen Tonnen Steinkohleeinheiten. Bei solchen Mengen bietet sich, neben dem sparsamen Umgang mit Energie, ein Wechsel zum größten Energielieferanten an - der Sonne. Die Energiequelle Sonne ist praktisch unerschöpflich und steht voraussichtlich noch in den nächsten Jahrhunderten zur Verfügung. Nebenbei ist die Solarenergie emissionsfrei und erspart der Umwelt das klimafeindliche Kohlendioxid. Mit Solar- oder Fotovoltaikanlagen wird die Sonneneinstrahlung in Energie umgewandelt.

Die Sonnenenergie lässt sich im eigenen Haus auf verschiedene Weise nutzen. Am verbreitetsten sind:

  • die Photovoltaik, die Nutzung der Sonnenstrahlung zur Stromerzeugung
  • Sonnenkollektoren, die das Haus heizen und mit warmem Wasser versorgen.
Photovoltaik – was ist das?
Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie aufgrund eines Photoeffektes. Unter dem Photoeffekt versteht man die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem Festkörper durch Lichteinstrahlung.

Sonnenlicht wird mittels Solarzellen in Strom umgewandelt. Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. Halbleiter sind Stoffe, die unter Zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden, während sie bei tiefen Temperaturen isolierend wirken. Meistens werden die Solarzellen auf Siliziumbasis hergestellt. Silizium bietet den Vorteil, dass es als zweithäufigstes Element der Erdrinde in ausreichenden Mengen vorhanden und die Verarbeitung des Materials umweltverträglich ist. Zur Gewinnung von Strom mittels Solarenergie braucht man eine geeignete Aufstellungsfläche für die Solarmodule. Um Solarzellen mit einer Leistung von 1 kW installieren zu können, werden ca. 10 m² Aufstellungsfläche benötigt.

Aufbau einer Photovoltaikanlage Die Solarzellen (1) sind ein Kernstück einer Photovoltaikanlage (Abb.2), Mit Hilfe verschiedener elektrischer Schaltungen (2) wird die Anlage geregelt. Der Gleichstrom wird mit Hilfe von Wechselrichtern in Wechselstrom überführt (4) und kann in Netz eingespeist werden. Ein Zähler (5) ermittelt die produzierte Strommenge.

Die Leistung einer Photovoltaikanalge Die produzierte solare Strommenge (kWh) hängt hauptsächlich vom regionalen Standort in Deutschland, von der Ausrichtung (Himmelsrichtung) und vom Aufstellungs-Neigungswinkel ab. Der beste Platz für derartige Anlagen sind exponierte Flächen wie Seitenwände und Dächer. Landwirtschaftlich genutzte Gebäude sind daher aufgrund großer Dachflächen besonders als Standorte zur Nutzung von Sonnenenergie geeignet.

Faustformel: Pro kW installierter Solarleistung kann mit einer Stromerzeugung zwischen 700 und 1.300 kWh im Jahr gerechnet werden. Bei einer 10 kW-PV-Anlage (100 m² Flächenbedarf) schwankt die jährliche Solarstromernte somit zwischen 7.000 und 13.000 kWh. (Vergleich: Der Haushalts-Strombedarf für einen 4 Personenhaushalt beträgt ca. 4.000 kWh). In der Region Südniedersachsen wird mit ~ 820 kWh / kWp/ Jahr gerechnet. Mit einer 20 kWp-Anlage kann demnach ~ 15.000 kWhel / Jahr produziert werden. Außerdem werden ~ 14.000 kg CO2 eingespart. Die Kosten liegen bei ~ 4.500 € / kWp ohne Eigenleistung. Die Laufzeit beträgt jeweils 20 Jahre.

Elektrischer Strom aus der Photovoltaikanlage wird in den meisten Fällen in das öffentliche Stromnetz eingespeist und dort nach dem Erneuerbare Energien-Gesetz vergütet. 2005 wird die Einspeisung ins Stromnetz mit 0,54 € / kWh vergütet (dieser Satz ändert sich degressiv mit dem Jahr der Installation, 2006 und in jedem folgenden Jahr nimmt der Einspeisungssatz um jeweils fünf Prozent ab). Die Laufzeit des Einspeisungsvertrages beläuft sich auf 20 Jahre. Wenn eine Photovoltaikanlage installiert werden soll, sind Angebote nachzufragen.