Was ist eigentlich Photovoltaik?

Was ist Photovoltaik?

Das Wort “Photo” bedeutet “Licht" auf Griechisch. “Voltaik” leitet sich von “Volt” ab und weist darauf hin, dass wir es hier mit elektrischer Energie zu tun haben. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in Strom um, der sofort genutzt werden kann. Bei der Stromerzeugung entstehen im Betrieb keine direkten CO2-Emissionen. Herstellung, Transport und Entsorgung der Anlage verursachen jedoch Emissionen.

Die Solaranlage besteht aus Solarmodulen. Diese Module bestehen aus Solarzellen und in diesen Solarzellen befindet sich das genannte Silizium.

In einer Solarzelle befinden sich zwei Schichten, welche aus Silizium und einigen anderen Chemikalien bestehen. Durch Lichtenergie bewegen sich die Elektronen einer Siliziumschicht in die andere. So entsteht ein elektrisches Feld, welches eine Spannung aufbaut, die in Volt gemessen werden kann. Der entstandene elektrische Gleichstrom wird dann durch Metalldrähte weitergeleitet und von dem Wechselrichter der Solaranlage in Wechselstrom umgewandelt. Schließlich wird dieser in Kabeln durchs Haus geleitet.

kWp

Die Leistung  der Solarmodule wird meist in kWp angegeben. Doch was ist eigentlich kWp? kW steht hier wie üblich für Kilowatt. Das kleine p steht für peak (englisch: Hochpunkt/Spitze). kWp gibt daher die Spitzenleistung der Solaranlage unter genormten Testbedingungen an. Je höher die kWp desto höher auch die Leistung der Anlage. Die tatsächliche Leistung weicht von diesem Wert ab, er dient also der Orientierung. Mit einem kWp lassen sich circa 1000 kWh Solarstrom erzeugen. Für eine Anlage dieser Größe brauchen Sie circa 10 qm.

Warum nutzen wir Photovoltaik?

Eine Photovoltaikanlage erzeugt im Betrieb Strom ohne direkte CO2-Emissionen, über den Lebenszyklus jedoch entstehen Emissionen durch Herstellung und Entsorgung. Dazu kommt, dass Sie mit Eigenverbrauch weniger Strom aus dem Netz beziehen. Mit einer Photovoltaikanlage im Garten können Sie Strom bei der Gartenarbeit nutzen.

Mit Eigenverbrauch können Sie Ihren Strombezug aus dem Netz verringern und teilweise unabhängiger von Strompreisen werden. Im Falle der Einspeisung des überschüssigen Stroms können Sie sogar mit Ihrer Solaranlage Geld durch die Einspeisevergütung verdienen. Dazu hier mehr.

Wie groß muss meine Photovoltaikanlage sein?

Die Größe der Solaranlage sollte man von der Intensität der Sonneneinstrahlung auf Ihrem Dach, von der Temperatur und von der Windstärke abhängig machen. Der Wind beeinflusst die Temperatur der Photovoltaikanlage. Bei Hitze wandeln Solaranlagen weniger Strom um als bei durchschnittlichen Temperaturen. Mehr Informationen zum Wettereinfluss finden Sie im folgenden Abschnitt. Die Leistung der Solarzellen liegt fast immer unter der auf der Verpackung oder im Angebot genannten Leistung. Kalkulieren Sie also besser mehr als weniger.

Der Einfluss von Wind und Wetter

Die Solaranlage ist verschiedenen Wetterbedingungen ausgesetzt. Sie muss sowohl bei Sonnenlicht und Hitze als auch bei Wind, Schnee, Frost, Hagel und Regen funktionieren. Auch Vogelkot bleibt der Solaranlage nicht erspart. Damit die Anlage all diesen Umständen standhält, müssen alle Kabel gut isoliert sein. Dafür gibt es spezielle Solarkabel. Doch auch die Module selbst müssen wetterfest sein. Dazu mehr hier: 

Sommer, Sonne, Hitze

Eine hohe Sonneneinstrahlung macht viele Materialien mürbe. Die Solaranlage lässt sich jedoch nicht vor Sonnenlicht schützen, denn dann würde sie keinen Strom mehr produzieren. Dieser Verschleiß ist daher unumgänglich. Regelmäßige Wartungen können hier aber helfen und Schäden und Folgekosten verringern. Auch Solarmodule dehnen sich bei Hitze aus und schrumpfen wieder, wenn sie abkühlen. Dies belastet das Material; das regelmäßige Reinigen der Anlage wirkt der Belastung jedoch entgegen. 

Stürmische Zeiten

Um stürmische und windige Tage sollten Sie als Solaranlagenbesitzer sich weniger sorgen, denn eine fachgerecht montierte Anlage ist auf Windlasten ausgelegt. Die Montage sollte nach den Herstellervorgaben erfolgen.

Sparen Sie daher nicht bei der Montage der Anlage. Wind kann im Sommer sogar einen positiven Effekt auf die Solaranlage haben, da sie effizienter arbeitet, wenn sie nicht zu heiß wird.

Niedrige Temperaturen verringern die Leistung nicht, hohe Temperaturen schon. Im Winter ist der Ertrag wegen der geringeren Sonneneinstrahlung niedriger, weshalb die Anlagen manchmal weniger effizient arbeiten. Dies liegt aber nicht an der Temperatur sondern an der Intensität des Sonnenscheins.

Schnee und Eis

Je nachdem, wie viel Schnee in Ihrer Gegend fällt, müssen Sie im Winter regelmäßig den Schnee von den Solarplatten entfernen, damit diese weiterhin der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Und gerade wenn bei Ihnen oft und viel Schnee fällt, sollten Sie die jährliche Wartung im Herbst vor dem Schneefall durchführen lassen, um Kurzschlüsse und Schneeschäden zu vermeiden. Module werden auf Hagelbeständigkeit geprüft. Jedoch bei sehr großen Hagelkörnern kann das Glas beschädigt werden.

Der Vogelkot

Vogelkot auf dem Solarmodul ist unpraktisch, doch meist wäscht ein langer Regenschauer diesen fort. Wenn dies mal nicht der Fall sein sollte, müssen Sie selbst ran.

Es regnet, es regnet…

Regen hat tatsächlich eine positive Auswirkung auf Solaranlagen. Im Hochsommer kann es auf Dächern sehr heiß werden. Solaranlagen arbeiten jedoch am effektivsten bei unter 25 Grad Celsius. Regen kühlt die Solarmodule im Sommer. Auch Wind kann bei Hitze förderlich für die Stromproduktion sein. Auch reinigt der Regen Ihre Solaranlage für Sie. Dies kann sehr hilfreich sein bei Vogelkot und anderen natürlichen Verschmutzungen.

Gut zu wissen…

Zusätzlich sollten Sie sich überlegen, ob Sie überschüssigen Strom ins öffentliche Netz einspeisen wollen. Dies hat Auswirkungen auf Steuern und Förderungen der Solaranlage. Außerdem können Sie die Anschaffung eines Energiemanagers bedenken: Ein Energiemanager ist eine Software, die bei einer hohen Stromzufuhr durch hohe Sonnenenergie selbstständig die Wärmepumpe, Ladestation des E-Autos oder die Waschmaschine mit Strom versorgt.