Photovoltaik - Was ist das?

Die Sonne ist eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle. Ihre technische Nutzung wird unterschieden in Solarthermie und Photovoltaik.

Mit "Photovoltaik" bezeichnet man die Stromgewinnung aus Sonnenlicht. Die hierbei eingesetzten Solarzellen sind Halbleiterelemente, in der Regel aus dem Rohstoff Silizium. Fällt Sonnenlicht auf eine Solarzelle, so werden dort Elektronen in Bewegung gesetzt und es fließt ein elektrischer Strom. Voraussetzung ist allerdings, dass ein geschlossener Stromkreis über einen Verbraucher oder das Stromnetz besteht.

Solarzellen werden in Größen von 10 x 10 cm bis 15 x 15 cm hergestellt und zu Solarmodulen zusammengefasst.
Zum Schutz gegen härteste Klimabedingungen sind die Zellen zwischen Frontglas und einer rückseitigen Folie einlaminiert und dauerhaft versiegelt. Ein umlaufender Alu-miniumrahmen gibt den Modulen die erforderliche Stabilität und ermöglicht die Montage auf einer Unterkonstruktion. Der elektrische Anschluss erfolgt über zwei Anschlusskabel mit wasser-dichten Steckverbindern.

Physikalisch bedingt erzeugen Solarzellen Gleichstrom.
Der gewonnene Strom kann direkt in Batterien gespeichert oder durch Gleichstromverbraucher genutzt werden.
Man spricht hier von Autarken Solarstromanlagen, die immer dann zum Einsatz kommen, wenn kein öffentliches Stromnetz zur Verfügung steht.

Netzeinspeisesysteme benötigen zusätzlich einen Wechselrichter zur Umwandlung in Wechselstrom.
Der Solarstrom wird zeitgleich in das Stromnetz eingespeist, über einen zusätzlichen Zähler erfasst und vergütet.

Was leistet eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage)?

Eine Photovoltaikanlage mit 1 kWp Leistung (Fläche von ca. 8m²) erzeugt in der Region Großraum Köln ca. 900 kWh im Jahr.

Netzeinspeisung als finanzielle Einnahmequelle
Entsprechend dem „Erneuerbare Energien Gesetz“(EEG) wird Strom aus Solarenergie über eine Laufzeit von 20 Jahren mit einem gesetzlich festgelegten Preis vergütet. Der Solarstrom wird in der Regel vollständig in das Netz eingespeist, da die Vergütung höher ist als der Preis, der für den Bezug von Strom aus dem Netz bezahlt werden muss. Die vom Netz bezogene und die ins Netz eingespeiste Energie werden dabei getrennt voneinander – über zwei Zähler – registriert und abgerechnet.

Wie ist die Energiebilanz einer Photovoltaik-Anlage?

Innerhalb einer 20-jährigen Betriebszeit liefert eine Photovoltaikanlage etwa 10-15 mal mehr Energie als zu ihrer Herstellung erforderlich war. Demgegenüber werden in 20 Jahren pro kWp installierte Leistung bei einem Ertrag von 900kWh/Jahr 10,8 Tonnen CO² Emission vermieden (0,66 kg/kWh)!