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Was ist Photovoltaik?


Photovoltaik (oder Fotovoltaik) ist die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrischen Strom. Dies geschieht mittels Solarzellen, die das Sonnenlicht als Energiequelle in Solarstrom umwandeln..

Photovoltaik wurde zuerst in Inselanlagen z. B. in der Raumfahrt verwendet. Beinahe jeder ist mit der Verwendung von Photovoltaik vertraut (z.B.: Solarzelle eines Taschenrechners), mittlerweile wird Photovoltaik aber großteils zur Stromerzeugung in netzgekoppelten Photovoltaikanlagen eingesetzt.

Mit einer Photovoltaik-Anlage haben Sie Ihr eigenes Kraftwerk und sind von der öffentlichen Energiezufuhr sowie den Steigerungen der Energiekosten unabhängig.


Arten von Photovoltaik:

  • Aufdachanlagen
  • Indachanlagen
  • Gebäudeintegrierte Photovoltaik (Fassaden,...)
  • Freiflächenanlagen
  • Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen
  • Insel Photovoltaikanlagen

Warum Photovoltaik?

 

 

  • Die Sonne ist eine für die menschliche Vorstellungskraft unerschöpfliche und vor allem kostenlose Energiequelle.
  • Eine Photovoltaik-Anlage liefert viele Jahrzehnte lautlos emissionsfreien Strom vor allem dezentral und dort wo er gebraucht wird.
  • Photovoltaik kann einfach und vielfältig in Gebäude integriert werden und so auch mehrere Zusatzfunktionen über die der Stromerzeugung hinaus erfüllen. (Beschattung, Kühlung, Dach, Fassade, Architektur,...)
  • Niedrige Kosten im laufenden Betrieb bei größter Energieeffizienz

Die Integration von Photovoltaikmodulen in die Gebäudehülle ist eine energieeffiziente und ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen Fassadenelementen. Zeitloses, individuelles Design in verschiedensten Farben eröffnet neue Dimensionen in der Architektur. Innovative Technologien bieten bestechende Lösungen gepaart mit effizienter Stromgewinnung.

Einsparung bei den Energiekosten durch Photovoltaik 

Photovoltaik bietet auf lange Sicht ein enormes Einsparungspotenzial bei den Stromkosten.

Beobachtet man die Steigerung der Stromkosten der letzten Jahre, und nimmt man zurecht an, dass dieser Trend anhält, ist die Produktion von Eigenstrom aus Sonnenlicht eine effiziente Möglichkeit der Einsparung.

Produziert man mehr Solarstrom als der Eigenverbrauch ausmacht, speist man diesen überschüssigen Strom ins öffentliche Versorgungsnetz ein und erhält, je nach Tarif, bares Geld vom jeweiligen Stromanbieter.

Weitere Einsparungen erzielt man durch eine kosteneffiziente Planung und Errichtung der Photovoltaik-Anlage. Diesbezüglich beraten wir Sie gerne in einem Beratungsgespräch.

Photovoltaik-Anlagen Preise

Informationen zur Gestaltung von Photovoltaik Preisen

Die Preise (Gesamtkosten) für Photovoltaik-Anlagen sind von vielen unterschiedlichen Faktoren abhängig. Einige davon sind:

  • Die Anzahl der benötigten Module
  • der Wechselrichter
  • das Montagesystem
  • Blitzschutz
  • Planung
  • Administration
  • Förderungen
  • Lieferung
  • Baukoordination
  • Errichtung
  • Entsorgung
  • Elektrotechnik
  • Netzanschluss
  • unterschiedliche Vorschriften der Netzbetreiber

 

Ein wesentlicher Faktor ist der benötigte Energiebedarf. Aus diesem errechnet sich die Größe der Anlage (in kWp).


Richtwerte für einen Durchschnittshaushalt in Österreich:

  • Energiebedarf: etwa 3000 - 5000 kWh pro Jahr
  • Photovoltaik-Anlage: 3 - 5 kWp; 1 kWp sind etwa 1000 kWh
  • Benötigte Fläche: 15 - 35 Quadratmeter (etwa 4,5 bis 5,5 Quadratmeter pro kWp)
  • Benötigte Solarmodule (Paneele): 7 – 16

 

Wir sind bemüht, in unserer Preisgestaltung alle Faktoren mit einzubeziehen, um Ihnen eine möglichst exakte Preisauskunft über die Gesamtkosten geben zu können. Aus diesem Grund empfehlen wir einen Besichtigungstermin mit einem unserer Experten zu vereinbaren, welcher sich einen genauen Eindruck der Gegebenheiten Vorort machen kann. Danach machen wir Ihnen ein Angebot, in das die Erfahrung von ca. 15000 geplanten und mittlerweile über 2000 errichteten Photovoltaik-Anlagen einfließt.

Einige Preisbeispiele:

  • Anlage mit 2,20 kWp   ab 5.490,- Euro inkl. USt
  • Anlage mit 3,15 kWp   ab 6.590,- Euro inkl. USt
  • Anlage mit 3,78 kWp   ab 7.190,- Euro inkl. USt
  • Anlage mit 4,41 kWp   ab 7.990,- Euro inkl. USt
  • Anlage mit 5,04 kWp    ab 8.790,- Euro inkl. USt

Durch unsere Erfahrung sind wir in der Lage Ihnen nach einer Vorortbesichtigung einen Fixpreis für die komplette Errichtung Ihrer Photovoltaikanlage zu bieten. 

Für weiterführende Informationen bezüglich der Gesamtkosten vereinbaren Sie bitte ein unverbindliches Beratungsgespräch!

Photovoltaik Technische Grundlagen

 

AC: (engl.: alternating current, deutsch: Wechselstrom). Solarzellen und -module, wie auch Batterien und Akkus produzieren Gleichstrom (DC), der von einem Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss, wenn dieser ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden soll.

Akkumulator, Batterie, Speicher: Der Akku, ist ein Speicher für elektrische Energie, meist auf Basis eines elektrochemischen Systems, also einer wieder aufladbaren Zelle. Akkumulatoren dienen der Energiespeicherung, im Wesentlichen zur Überbrückung von Unterbrechungen in der Energieversorgung, und kommen zur Anwendung, wo kein Zugang zum öffentlichen Netz möglich ist, oder wo eine Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz erforderlich oder gewünscht ist. Weiters können Speicher (z.B. auch Pumpspeicherkraftwerke) zur Abdeckung vom Spitzenlasten im Netz verwendet werden. Akkus werden von raymann kraft der sonne auch dazu verwendet, die Tagesüberschüsse einer Photovoltaikanlage in die Nacht zu transferieren.

Ampere: Maßeinheit für die elektrische Stromstärke, Abkürzung: A. Multipliziert man die Stromstärke (in Ampere) mit der Spannung (Volt), so ergibt das die Leistung (Watt).

Anlagenbuch: enthält die technischen Daten der Anlage und alle anderen erforderlichen Unterlagen vor der Inbetriebnahme sowie das bundeseinheitliche Sicherheitsprotokoll.

Antireflex(beschichtung): Um möglichst viel Licht durch das Glas zu bringen und durch die Solarzelle aufnehmen zu können, wird die Zelle mit unterschiedlichen Beschichtungen dotiert. Dies soll weitgehend die Reflexion des Lichtes an der Zellen- und auch Glasoberfläche verhindern. Die ursprünglich grauen Siliziumzellen erhalten somit die charakteristische blaue bzw. dunkelblaue bis schwarze Einfärbung. Über die Variation der Beschichtung und Schichtdicke lassen sich auch andersfarbige Solarzellen herstellen. Dies wirkt sich jedoch auf Kosten und den Wirkungsgrades der Zelle aus!

aSi: Dünnschichtzelle aus amorphem Silizium. siehe  Solarzelle amorph.

Aufdach-Anlagen: Aufdach-Anlagen sind die zur Zeit am meisten verbreiteten Anlagenarten, bei der die Solarmodule über die bestehende Dacheindeckung mittels Schrägdachmontagesystem befestigt werden. Sie werden sowohl auf bestehenden Dächern als auch im Neubau eingesetzt, da Aufdach derzeit die preiswerteste Montageart bei Solaranlagen darstellen.
Für die Montage werden Edelstahldachhaken regensicher mit der Dachkonstruktion verbunden. Darauf werden Profilschienen aus Aluminium als Tragkonstruktion für die Module verschraubt. Darauf werden die Module nach statischen Erfordernissen (in Abstimmung mit Windlastzone und Schneelastzone) befestigt. 

Azimutwinkel: Ausgehend von einer Ost-Westausrichtung wird damit die graduelle Abweichung der Photovoltaik-Module von der Südrichtung angegeben. Ist eine Photovoltaikanlage (auf der nördlichen Halbkugel) exakt nach Süden ausgerichtet, beträgt der Azimutwinkel gleich Null Grad.

Batterie, Speicher, Akku: Die Batterie, ist ein Speicher für elektrische Energie, meist auf Basis eines elektrochemischen Systems, also einer wieder aufladbaren Zelle. Batterien dienen im Wesentlichen der Energiespeicherung zur Überbrückung von Unterbrechungen in der Energieversorgung und kommen zur Anwendung, wo kein Zugang zum öffentlichen Netz möglich ist, oder wo eine Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz erforderlich oder gewünscht ist. Weiters können Speicher (z. B. auch Pumpspeicherkraftwerke) zur Abdeckung vom Spitzenlasten im Netz verwendet werden. Batterien werden von raymann kraft der sonne auch dazu verwendet, die Tagesüberschüsse einer Photovoltaikanlage in die Nacht zu transferieren.

Bezugszähler: Messinstrument das den Bezug von elektrischer Energie aus dem öffentlichen Versorgungsnetz zählt. Der elektrische Strom (Energie) wird in Kilowattstunden (kWh) gezählt.

Bypass-Diode: Wird eine Solarzelle teilweise oder komplett verschattet - beispielsweise durch eine Antenne, od. Blatt - wir der Stromfluß behindert. Die kann zu negativen Effekten in der abgeschatteten Zelle kommen (Hot-Spot-Effekt) und führt zu Ertragseinbusen der gesamten Photovoltaikanlage. Bypass-Dioden dienen unter anderem dem Schutz von verschatteten Zellen. Ein Solarmodul verfügt je nach Zellenanzahl über ein bis über 40 Bypass-Dioden.

CIS: Dünnschichtzelle, siehe Solarzelle CIS.

CIGS: Dünnschichtzelle

CSi: Siehe Solarzelle poly- und monokristallin. Auch Kurzform für kristallines Silizium.

DC: (engl.: direct current, deutsch: Gleichstrom) Im Gegensatz zum Wechselstrom (AC), der bei 50 Hz 50 Mal pro Sekunde die Polarität wechselt, bleibt beim Gleichstrom die Polarität unverändert. Eine Batterie liefert beispielsweise ebenso Gleichstrom wie ein Solarmodul.

DC-Trennstelle: Um im Kontroll- und/oder Notfall die Gleichspannung (Modulfeld) vom Wechselrichter abtrennen zu können, muss jede Photovoltaik-Anlage über eine DC-Trennstelle verfügen.

Dotieren: Um Silizium zur Stromerzeugung nutzen zu können, wird es bei der Herstellung gezielt mit Fremdstoffen "verunreinigt". Beim Dotieren werden Atome in das Kristallgitter des Siliziums eingebracht, die bei angeschlossenem Verbraucher eine Elektronenbewegung (Stromfluss) innerhalb des Materials ermöglichen.

Dreiphasige Spannungsüberwachung: ist eine Einrichtung zur Netzüberwachung, die alternativ zur sogenannten ENS ständig die Spannung aller drei Phasen überprüft. Sinkt eine der Spannungen unter einen festgelegten Grenzwert, dann schaltet sie den Wechselrichter (WR) automatisch ab. Liegt die Netzspannung wieder an, geht der WR von selbst wieder in Betrieb. Die dreiphasige Spannungsüberwachung ist üblicherweise im Wechselrichter integriert und trennt die Photovoltaikanlage vom öffentlichen Stromversorgungsnetz, wenn dieses abgeschaltet werden muss. Bei der dreiphasigen Spannungsüberwachung ist in regelmäßigen Abständen eine Wiederholungsprüfung erforderlich. Alternativ kann bei Anlagen bis 30 kWp auch eine ENS eingesetzt werden.

Dünnschicht Solarzellen: Dünnschichtzellen gibt es in unterschiedlichen Varianten, je nach Substrat und aufgedampften Materialien. Die große Breite der physikalischen Eigenschaften bedingt verschieden hohe Wirkungsgrade. Dünnschichtzellen unterscheiden sich von den traditionellen Solarzellen (kristallinen Zellen basierend auf Siliziumwafern) vor allem in ihren Produktionsverfahren und durch die Schichtdicken und die Mengen der eingesetzten Materialien. Dünnschichtzellen weisen meist ein gutes Schwachlichtverhalten auch und haben aufgrund des geringeren Material- und Energieeinsatzes in der Herstellung geringere Energierücklaufzeiten.

Elektrische Spannung: (Abkürzung U) gemessen in Volt, gibt den Unterschied der Ladungen zwischen zwei Polen an. Spannungsquellen besitzen immer zwei Pole mit unterschiedlichen Ladungen: auf einer Seite liegt der Pluspol mit Mangel an Elektronen, auf der anderen Seite liegt der Minuspol mit einem Überschuss an Elektronen. Diesen Unterschied der Elektronenmenge nennt man elektrische Spannung. Es fließt elektrischer Strom.

Eigenverbrauch: Darunter versteht man den Anteil an Solarenergie, der für die Aufrechterhaltung des eigenen Energieverbrauchs notwendig ist. Ist der Eigenverbrauch unter der erzeugten Energiemenge, kann der überschüssige Solarstrom gegen eine Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Einspeisezähler: Messinstrument für die Einspeisung der von einer Photovoltaik-Anlage erzeugten elektrischen Energie in das Netz des Verteilernetzbetreibers. Der elektrische Strom (Energie) wird in Kilowattstunden (kWh) gezählt.

Elektrischer Strom: (Abkürzung I) gemessen in Ampere. Der gerichtete Fluss von Elektronen (von Minuspol zu Pluspol).

Energetische Amortisation: Ist der Zeitraum, der nötig ist, um die zur Produktion einer Photovoltaikanlage aufgewendete Energie wieder zu erzeugen. Abhängig von der eingesetzten PV Technologie variiert die energetische Amortisationszeit (Energierücklaufzeit) von Photovoltaik-Anlagen zwischen 0,5 bis 4,5 Jahren (bezogen auf den Ertrag den eine Photovoltaikanlage in Mitteleuropa erzielen kann). Ein Kraftwerk, das mit fossilen oder atomaren Brennstoffen betrieben wird, amortisiert sich dagegen nie, da ihm kontinuierlich Energie für die Stromerzeugung zugeführt werden muss.
ENS: "Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen (ENS)" ist eine automatische Freischaltstelle, die Spannung, Frequenz und die Impedanz des Netzes überwacht.

DC. Elektrischer Strom, der Betrag und Fließrichtung nicht ändert. Zu den gängigsten Gleichstromquellen zählen Akkus, Batterien und Photovoltaik-Solarzellen.

Freifläche: Photovoltaik-Freiflächenanlagen sind Solaranlagen, die nicht auf einem Gebäude oder an einer Fassade, sondern auf einer freien Fläche aufgestellt ist. Es handelt sich dabei um ein fest montiertes System, bei dem mittels Unterkonstruktion die Solarmodule in einem bestimmten Winkel zur Sonne (Azimut) ausgerichtet werden. Als Fundament dienen Betonelemente aus Fertig- oder Ortbeton sowie Bodenanker. Neben diesen fest montierten Freiflächenanlagen werden auch nachgeführte Photovoltaik-Anlagen, sogenannte Tracker-Systeme (einachsig und zweiachsig), die dem Stand der Sonne folgen verbaut.

Hot-Spot-Effekt: Wenn einzelne Solarzellen innerhalb der Reihenschaltung im Solarmodul im Schatten liegen, spricht man von Verschattung. Liegt eine Verschattung vor, können die beschatteten Zellen keine elektrische Spannung erzeugen und wirken wie ein elektrischer Widerstand, da sie im Sperrbereich ihrer Strom-Spannungs-Kennlinie betrieben werden. Die anderen in Serie geschalteten Zellen erzeugen aber weiterhin elektrische Spannung. Übersteigt diese Spannung die Sperrspannung der abgeschatteten Zelle, so wird die Sperrspannung durchbrochen und es fließt der volle Strom. Der Strom wird dann wie in einem elektrischen Widerstand in Wärme umgesetzt, was dazu führen kann, dass sich die Zelle bis zur Zerstörung überhitzen.

Indachanlagen: Bei Indachanlagen werden die Solarmodule in die Dachhaut integriert, sodass die Module die Funktion des Daches übernehmen. Diese Art der Modulintegration empfiehl raymann kraft der sonne bei Neubauten oder bei der Dachsanierungen. Sie ist optisch ansprechend und bringt Synergien für das darunterliegende Gebäude durch die Vereinigung von Schutzfunktion und nutzbringender Energieproduktion (Stromerzeugung). 
Indachlösungen sind trotz ihrer Synergien geringfügig teurer als Aufdachlösungen. Ein kleiner Nachteil kann darin bestehen, dass mangels ausreichender Hinterlüftung der Ertrag im Vergleich zu Aufdachanlagen leicht sinkt. raymann kraft der sonne begegnet dieser Eigenschaft von Indachanlagen mit entsprechender Wahl der Modultechnologie und genauer und ausreichender Dimensionierung der Hinterlüftungsebene zwischen Modul und Unterdach.

Inselanlage: netzunabhängige, autarke oder Off-grid-Photovoltaiksysteme sind festinstallierte oder mobile Anlagen, Geräte oder lokale Netze zur Stromerzeugung und Stromversorgung, die ohne Anschluss an ein landesweites öffentliches Stromnetz realisiert werden. Sie werden dort eingesetzt, wo der Anschluss an das Stromnetz nicht möglich oder nicht wirtschaftlich ist. Ihr Betrieb wird Inselbetrieb genannt. Beispiele für Inselanlagen: netzunabhängige Photovoltaik-Straßenbeleuchtung, Taschenrechner mit Solarzelle, Berghütten, Photovoltaik-Bewässerungssysteme, Gartenbeleuchtung, elektrische Weidezäune, etc...

Kilowattstunde: Die Energie die eine Leistung von einem Kilowatt über einem Zeitraum von einer Stunde erzeugt.

kWp / Kilowatt peak: Die Nennleistung eines Solarmoduls oder einer Photovoltaikanlage wird in kWp angegeben. kWp ist die Einheit der maximalen (>peak<) Leistung eines Solarmoduls oder eines Solargenerators bei Standard Test Bedingungen (STC). Eine Anlage mit einem Wert von 1 kWp im Jahr kann etwa 1.000 kWh Strom erzeugen. In der Praxis kann die kWp-Leistung auch überschritten werden. Meist bleibt die Leistung einer Photovoltaikanlage unter Ihrer Nennleistung. 


Minuspol: Bei Gleichstromanschluss der Pol mit dem Elektronenüberschuss.

Photovoltaik: Umweltfreundliche Methode der Stromerzeugung durch Solarenergie. Photovoltaik (oder Fotovoltaik) ist die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrischen Strom. Dies geschieht mit Solarzellen. Photovoltaik wurde zuerst in Inselanlagen z. B. in der Raumfahrt verwendet. Beinahe jeder ist mit der Verwendung von Photovoltaik vertraut (z. B.: Solarzelle eines Taschenrechners), mittlerweile wird Photovoltaik aber großteils zur Stromerzeugung in netzgekoppelten Photovoltaikanlagen eingesetzt.

Kosten einer Photovoltaikanlage: Die Kosten einer Photovoltaik-Anlage bestehen aus der Investition für die Anlage und die laufenden Kosten. Die Investition einer solchen Solaranlage amortisiert sich im Laufe der Zeit durch die niedrigeren Energiekosten im laufenden Betrieb. Die Frage, ob sich die Investition rechnet, ist daher mit einem klaren JA zu beantworten. Der Betrieb einer Photovoltaik-Anlage und die Möglichkeit, den überschüssigen Strom gegen eine Vergütung ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen, ergeben auf Dauer ein enormes Sparpotenzial.

Außerdem werden Solaranlagen von der öffentlichen Hand gefördert.

Netzgekoppelte Photovoltaikanlage: Durch die Verbindung der Photovoltaikanlage mit dem öffentlichen Stromnetz wird sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt genügend Verbraucher vorhanden sind, die den Solarstrom sofort nutzen können. Diese Betriebsart nennt man auch Netzparallelbetrieb. Eine Zwischenspeicherung, Pufferung ist dabei nicht nötig, kann aber im Netzverbund auch in vorhandenen Speicherkraftwerken erfolgen.

Pluspol: Bei Gleichstromanschluss der Pol mit dem Elektronenmangel.

Photovoltaikmodul (PV-Modul): In Reihe geschaltete Solarzellen aus hoch reinem Silizium oder anderen Halbleitermaterialien, die zum Schutz und zur Witterungsbeständigkeit in Kunststoff eingebettet und an der Ober- und Unterseite mit Glas - unterseitig oft auch mit Folienverbund abgedeckt werden. PV-Module gibt es in gerahmter und ungerahmter Ausführung.

PV-Generator: Summe aller PV-Module einer Photovoltaik-Anlage.

Photovoltaik vs. Solarthermie

Während die PV-Module aus der Sonneneinstrahlung Solarstrom generieren, erzeugen die Sonnenkollektoren einer Solarthermieanlage ausschließlich Wärme, die zur Warmwasseraufbereitung und Unterstützung der Heizung verwendet werden kann. Dabei wandeln die Sonnenkollektoren das gesamte Lichtspektrum des Sonnenlichts, von langwelliger Wärmestrahlung (infrarot) bis zu kurzwelliger ultravioletter Strahlung, in Wärme um.

Photovoltaik-Module können nur einen geringeren Teil des Spektrums in Strom umwandeln. Der Wirkungsgrad von Sonnenkollektoren liegt daher etwas höher.

raycare: Das Sorglospaket als Absicherung schützt eine Photovoltaikanlage umfassende vor Schäden und Ausfällen.

raycheck: Ist ein wichtiges Werkzeug zur raschen Erkennung von Leistungsabfällen einer Photovoltaikanlage.

rayedition: Photovoltaikanlage von raymann kraft der sonne® die nach Maß gefertigt werden und in allen Technologien und architektonischen Ausformungen zu haben sind.

rayfree: Photovoltaikanlage von raymann kraft der sonne® für Ihre persönliche Freiheit.

Raymann: Photovoltaikpionier in Österreich.



Silizium: Das zweithäufigste chemische Element in der Erdkruste, das in Verbindung mit Sauerstoff in riesigen Mengen als der uns bekannte Quarzsand (SiO2) vorkommt. Es dient unter anderem zur Herstellung von hoch-reinem Silizium für Solarzellen.

Smart Meter: Ist ein „intelligenter“ Zähler (Smart Meter) für Energie, z. B. Strom oder Gas, der dem jeweiligen Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit anzeigt. Darüber hinaus werden nach Auffassung der European Smart Metering Alliance (ESMA) Zähler nur dann als smart (intelligent) bezeichnet, wenn sie mindestens von einem Mikroprozessor gesteuert werden.

Solarzelle: Die kleinste Einheit zur Energieerzeugung durch Sonnenenergie in einem Photovoltaikmodul. Sie bestehen aus Halbleitermaterialien (zum Beispiel Silizium, Cadmium-Tellurid oder Kupfer-Indium-Selenid, etc...). Fällt Licht auf die Zelle, entsteht Spannung zwischen den beiden Schichten. Schließt man einen Verbraucher (z. B. eine Lampe) an, fließt Gleichstrom. Es gibt eine Vielzahl an Zelltechnologien: z.B.: amorphe aSi, mikroamorphe, polykristalline, monokristalline, CIS,  CdTe, Zellen.

Die Solarzelle ist das Kraftwerk der Photovoltaik-Anlage, in der die Stromerzeugung stattfindet. In ihr wird Strahlungsenergie in elektrische Energie umgewandelt (= photovoltaischer Effekt!). Solarzellen erzeugen Gleichstrom bzw. Gleichspannung (wie eine Batterie). Diese Gleichspannung kann mittels Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt werden und in das öffentlich Stromnetz (230 V, 50 Hz) eingespeist bzw. im eigenen Haushalt oder Betrieb verbraucht werden.

Eine einzelne Solarzelle auf Silizium-Basis hat eine Arbeitsspannung von ca. 0,5 Volt. In einer Photovoltaik-Anlage werden mehrere Zellen nacheinander in Reihe geschaltet.

Solarzellen Arten:

AMORPH: Amorph = griechisch für gestaltlos. Die Atome sind im amorphen Silizium unregelmäßig angeordnet. Amorphes Silizium hat ein sehr hohes Lichtabsorptionsvermögen, weshalb amorphe Solarzellen sehr dünn (=Dünnschichtsolarzellen) sein können. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 5-10% und damit in etwa halb so hoch, wie der kristalliner Zellen. Dafür nutzen amorphe Solarzellen den diffusen Lichtanteil effektiver und ihre Energieausbeute wird von der Zellentemperatur in geringerem Maße beeinflusst.

MIKROAMORPH: Diese neuartige Solarzellentechnologie basieren auf einer Tandemstruktur aus amorphen und monokristallinem Silizium. Durch die Kombination mehrerer Dünnschichtsolarzellen unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit, lässt sich die Strahlungsenergie der Sonne stärker ausnutzen.

POLY- oder MULTI KRISTALLIN: Ausgangsmaterial für diese Solarzellen ist ein in Blöcke gegossenes Silizium auch Ingot genannt. Es entstehen relativ große Kristalle mit sichtbaren Korngrenzen. Aus den Blöcken werden zunächst Quader, und von diesen Quadern dann die einzelnen Siliziumscheiben (Wafer) herausgesägt und dann im Zellherstellungsprozess, zu polykristallinen Solarzellen weiterverarbeitet.

MONOKRISTALLIN: Ausgangsmaterial für diese Zellenart stellt ein aus einer Siliziumschmelze gezogener Einkristall dar (Ingot). Die von diesem zylinderförmigen Einkristall heruntergesägten Siliziumscheiben werden dann im Zellherstellungsprozess (ähnlich wir bei den polykristallinen Zellen) zu monokristallinen Solarzellen weiterverarbeitet.

HIT: Eine Verbindung von aSi und monokristalliner Zelle, die die positiven Eigenschaften beider Technologien verbindet und auch nutzen kann. Höchster Wirkungsgrad.

CIS: CIS (auch CIGSSe oder CIGS) ist eine Dünnschichttechnologie für Solarzellen und steht als Abkürzung für die verwendeten Elemente Kupfer, Indium, Sellen Gallium, Schwefel (engl. copper, indium, gallium, sulfur, and selenium). Diese Zellen nutzen den diffusen Lichtanteil effektiver und ihre Energieausbeute wird von der Zellentemperatur in geringerem Maße beeinflusst.

Strang oder String: Mehrere Solarmodule werden in Strängen (Reihenschaltung v. Modulen) hintereinander geschaltet, um so den richtigen Spannungsbereich für den Anschluss an den Wechselrichter zu erreichen. Mehrere Stränge können an einen WR oder separaten Generator-Anschlusskasten (GAK) angeschlossen werden.

Stromspeicher: Eine nützliche Ergänzung zur Photovoltaik-Anlage, um wetterbedingte Schwankungen im Stromkreislauf abzufangen. Die gewonnene Sonnenenergie wird zwischengespeichert und bei Bedarf abgegeben. 

Der Stromspeicher speichert überschüssigen Strom zur späteren Nutzung. Durch den Einsatz des Stromspeichers kann daher mehr vom selbst produzierten Sonnenstrom verbraucht werden. Dieser muss nicht ins öffentliche Netz eingespeist und im Bedarfsfall teuer wieder gekauft werden. Der Vorteil: Durch den erhöhten Eigenverbrauch sinken die Stromkosten deutlich. Die Anschaffung eines Stromspeichers amortisiert sich bereits nach relativ kurzer Zeit.

Ergänzen Sie die Photovoltaikanlage um einen Stromspeicher, verhindern Sie Leistungsschwankungen und -ausfälle. Die für den Eigenverbrauch notwendige Strommenge steht so ununterbrochen zur Verfügung.

Überspannungssicherung: Ein Überspannungsableiter ist ein Bauteil zur Begrenzung gefährlicher Überspannungen in elektrischen Leitungen und Geräten. Zum effizienten Überspannungsschutz in Verbindung mit einer Photovoltaik-anlage gehört eine dem Zweck angepasste Kombination unterschiedlicher Überspannungsableiter.

Verschmutzung und Reinigung: Auf den Modulen einer Photovoltaikanlage kann es durch Umwelteinflüsse zu Verschmutzung der Oberfläche kommen. Bei der Planung einer Anlage ist daher auf die richtige Wahl der Modultechnologie in Abhängigkeit von Neigung und Ausrichtung zu achten. Um gleichbleibende Erträge zu sichern, sollten Anlagen regelmäßig auf Verschmutzung hin kontrolliert und, falls notwendig, gereinigt werden, damit die benötigte Energieversorgung für den Eigenverbrauch durchgehend gewährleistet ist. Es ist die Verwendung von vollentsalztem Wasser anzuraten um Kalkflecken zu vermeiden. Die Reinigung sollte schonend durchgeführt werden, um die Moduloberfläche nicht zu beschädigen. Zudem sollten Module überhaupt nicht und Dächer nur unter entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen betreten werden. Auch mit einer Wärmebildkammera kann eine Modulverschmutzung festgestellt werden.

Volt: Maßeinheit für die elektrische Spannung (Abkürzung U), benannt nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta. Ein Volt ist gleich der elektrischen Spannung zwischen zwei Punkten eines homogenen, gleichmäßig temperierten Linienleiters, in dem bei einem stationären Strom von einem Ampere zwischen diesen beiden Punkten die Leistung ein Watt umgesetzt wird.

Watt: Maßeinheit für Leistung (physikalische Größe; Abkürzung P)

Wechselrichter: Der in den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom kann im Haushalt nur eingesetzt werden bzw. in das öffentliche Netz eingespeist werden, wenn er zuerst in Wechselstrom umgewandelt wird. Dies ist die Aufgabe des Wechselrichters. Der Wechselrichter ist das Herz jeder Photovoltaik-Anlage. Er ist Stromeinspeiser, kann die Anlage überwachen und optimiert den Photovoltaikanlagenertrag.

Wechselstrom: AC. Elektrischer Strom, der seine Richtung periodisch in gleichmäßigen Zeitabständen meist sinusförmig verändert (bei z. B. 50 Hz kommt es 50-mal zu einem Wechsel der Polarität).

Wirkungsgrad /Performance Ratio

Beim Wirkungsgrad von PV-Anlagen unterscheiden wir zwischen dem Wirkungsgrad der gesamten Anlage (Performance Ratio) und dem Wirkungsgrad der Einzelmodule.

Der Wirkungsgrad von heutigen PV-Anlagen liegt im Durchschnitt bei etwa 70 – 75 Prozent. Besonders effiziente Anlagen, die stets gewartet und von Verunreinigungen befreit sind, erreichen 80 Prozent Wirkungsgrad.

Der Wirkungsgrad von PV-Modulen ist abhängig von der Solarzellentechnologie. Monokristalline Module erreichen einen Modulwirkungsgrad von bis zu 20 %, polykristalline Module kommen auf Wirkungsgrade von etwa 12-16 %. 

Inhalt des Anlagenbuches und des bundeseinheitlichen Sicherheitsprotokolls:

  • Tag der Übergabe an die Auftraggeber
  • Allgemeine Angaben über die Planer und Anlagenerrichter den Prüfer, den Anlagenverantwortlichen und den den Netzbetreiber wie: Name, Adresse und Telekommunikationsdaten, Prüfdatum, Angaben zu den angewendeten Errichtungsvorschriften
  • Umfang der Installation (örtlich), Pläne, Angaben über Planungsunterlagen der elektrischen Anlage
  • Hauptleitungsschemata, Planverzeichnis, (z. B. Verteiler-, Stromlaufpläne
  • und Plan der ausgeführten Installation etc.)
  • Netzsystem/Schutzmaßnahme
  • Versorgungsparameter, z. B. Nennspannung, Nennfrequenz
  • Anlagenparameter, z. B. Sicherung bzw. Leitungsschutzschalter (Typ, Nennstrom)
  • Fehlstrom-Schutzeinrichtung (Type, Nennstrom, Nennfehlerstrom)
  • Anlagenerder, z. B. Art, Material
  • Schutzleiter, z. B. Schutzerdungsleiter, Potenzialausgleichsleiter, Nullungsverbindung
  • zusätzlicher Potenzialausgleich
  • Verteiler (Type, örtliche Lage, Bezeichnungen in Plänen, Anspeisungen etc.)
  • Haupt- und Verteilleitungen
  • Art, Anzahl und Lage der elektrischen Auslässe z. B. Schalter, Steckdose, Anschlussdose, Wand- und Deckenauslass
  • Angaben über die Raumnutzung, z. B. Ex-Anlage, Feuchtrauminstallation
  • Angaben zum verwendeten Messgerät (Marke, Type, Apparatenummer)