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Häufig gestellte Fragen
Photovoltaik im Detail
Hier erhalten Sie zusätzliche Informationen rund um das Thema Solarenergie
Solarthermie- und Photovoltaikanlagen fallen beide unter den Überbegriff Solaranlagen. Beide Anlagen fangen Sonnenstrahlen ein und wandeln diese in Energie um. Hierbei werden PV-Module beziehungsweise Solarkollektoren installiert. Der Unterschied der Anlagen liegt bei der erzeugten Energieform. Eine Solarthermieanlage erzeugt Wärmeenergie, während Photovoltaikanlagen Strom erzeugen. So kann mit Solarthermie der Eigenverbrauch von Warmwasser oder die Heizungsanlage unterstützt werden. Mit einer PV-Anlage lässt sich Strom erzeugen. Wer genug Fläche hat, kann die beiden Solaranlagen auch miteinander kombinieren und so den Eigenverbrauch von Wärme und Strom fast vollkommen autark und mit erneuerbaren Energien decken.
Welche Vorteile hat die Technologie und wieviel kostet eine Photovoltaikanlage? Solaranlagen sind in Deutschland keine Seltenheit. Auf vielen Dächern sieht man die großen Solarmodule, die Lichtenergie (Photone) auffangen und später zu Verbrauchsenergie umwandeln. Mit der Umstellung auf eigenen, erzeugten Solarstrom stehen Verbraucher vor einer Vielzahl von Fragen. Eine große Rolle spielt hierbei die Frage nach Funktionsweise, Effizienz, konkrete Vorteile und die Anschaffungskosten. Ebenso bekommt die Amortisierung eine zentrale Bedeutung. Sie bezeichnet die Laufzeit, ab welchem Zeitpunkt sich die Solaranlage rechnet und ihre Anschaffungskosten wirtschaftlich wieder eingespielt hat. Was viele Menschen nicht wissen, ist, dass die Photovoltaik-Technologie gar nicht so neu ist. Der Einsatz von Solarzellen wurde bereits seit Ende der 1950er Jahre in der Raumfahrt verwendet. Die Solarmodule fangen die Solarenergie ein und wandeln sie zu elektrischer Energie um. Der somit erzeugte Strom kommt entweder im eigenen Haushalt zum Einsatz oder wird gegen eine Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Somit geht die gewonnene Energie aus der Photovoltaikanlage nicht verloren, was ein Grund für die vorbildliche Rentabilität der Anlagen ist. Warum eine Photovoltaikanlage Solarenergie direkt in elektrischen Strom umwandeln kann, liegt an ihrer besonderen Fähigkeit der Materialien – den sogenannten Halbleitern. Die Halbleiterschichter der Solarzellen bestehen meist aus Silizium (Si). Die beiden Schichten werden gezielt mit Materialien verunreinigt, sodass eine Schicht einen Protonen-Überschuss und die andere Schicht einen Elektronen-Überschuss besitzt. Trifft nun die Lichtenergie in Form von Photonen auf diese zwei Schichten, kommt die Besonderheit der Halbleiter zum Tragen: Bei Zuführung von Energie, wie hier in Form eines Sonnen-Photons, entsteht im Halbleiter jeweils ein positiver und ein negativer Ladungsträger, die sich im Material frei bewegen können. Durch die unterschiedliche Ladung der beiden Halbleiterschichten wird nun der positive Ladungsträger zur n-dotierten Seite und der negative zur p-dotierten Seite abgelenkt. Dort werden beide von speziellen Kontakten abgenommen und abgeleitet. Dieser Gleichstrom fließt direkt zum Wechselrichter und wird hier in Wechselstrom umgewandelt. So kann er direkt im Haus verbraucht oder bei Überschuss ins Netz eingespeist werden.
Monokristallin, Polykristallin oder Dünnschichtmodule?
Der direkte Vergleich zeigt die Unterschiede der einzelnen Modultypen auf.
Monokristalline Solarzellen und polykristalline Solarzellen haben einen relativ hohen Wirkungsgrad, allerdings büßen sie bei hohen Temperaturen oder nicht optimaler Solarstrahlung an Leistung ein. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle gibt an, wie viel Energie von dem Modul oder der Anlage in Solarstrom umgewandelt wird. Er ist bei den unterschiedlichen Solarzellen immer anders. Aus diesem Grund richtet sich der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage immer nach der gewählten Modulart.
Monokristalline Solarmodule
Bei der Herstellung monokristalliner Solarmodule wird aus dem geschmolzenen Silicium ein Block gezogen, der aus einem sogenannten Einkristall besteht. So fallen Defekte an den Kristallgrenzen weg und es können deutlich höhere Wirkungsgrade erzielt werden. Da der Fertigungsprozess der Photovoltaik Module aufwendiger ist, sind diese daher auch teurer. Monokristalline Solarmodule sind insbesondere bei Platz- oder Statikproblemen die richtige Wahl. Der Wirkungsgrad liegt durchschnittlich zwischen 14 und 18 Pozent.
Polykristalline Solarmodule
Polykristalline Solarzellen bieten ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Zur Herstellung von polykristallinen Zellen wird Silicium geschmolzen, in Blöcke gegossen und anschließend in Scheiben zersägt. Beim Abkühlen bilden sich unterschiedlich große Kristalle, diese führen zur Verunreinigungen und somit zu einen geringeren Wirkungsgrad gegenüber monokristallinen Solarmodulen. Dennoch haben polykristalline Photovoltaik Module den größten Marktanteil. Wenn genügend Dachfläche vorhanden ist, sind polykristalline Solarmodule die richtige Wahl. Zudem wird der Wirkungsgrad dank neuer Entwicklungen und stetiger Forschung immer besser. Der Wirkungsgrad von polykristallinen Solarmodulen liegt aktuell zwischen 12 und 16 Prozent.
Dünnschichtmodule
Bei Dünnschichtmodulen, auch amorphe Solarmodule genannt, wird eine dünne Schicht auf ein Trägermaterial aufgedampft. Diese Dünnschicht kann aus amorphem oder kristallinem Silicium bestehen. Durch den geringen Materialaufwand können Dünnschichtmodule besonders preisgünstig gefertigt werden. Ihr Marktanteil ist daher kontinuierlich steigend. Anders verhält es sich mit dem Wirkungsgrad, welcher deutlich unter dem von poly- oder monokristallinen Solarmodulen liegt, nämlich nur bei rund 6 bis 10 Prozent. Dünnschicht-Module sind daher eher für sehr große Dachflächen beziehungsweise für große Anlagen, auf denen viele Photovoltaik-Module montiert werden können. Ein Vorteil der Dünnschichtmodule ist, dass sie besonders leicht und flexibel sind und selbst bei diffusem Licht noch gute Erträge bringen. Außerdem sind Verschattungen bei Dünnschichtmodulen weniger kritisch.
Solarmodule produzieren Gleichstrom. Ihre Leistung wird DC-Nennleistung genannt. Für die Einspeisung des auf dem Dach erzeugten Stroms ins öffentliche Stromnetz, aber auch für nahezu alle Verbraucher im Haushalt, ist ein Wechselrichter als Spannungswandler notwendig. Der Wechselrichter übernimmt die Aufgabe, den gewonnenen Strom nutzbar zu machen. Er wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom immer häufiger auch 3-phasigem Wechselstrom um, der auch Drehstrom genannt. Auf dem hiesigen Markt existieren mittlerweile eine Vielzahl Wechselrichter, die sich nicht nur in ihrer Funktionsweise, sondern auch in ihrer Nennleistung unterscheiden. Vor allem die AC und DC Nennleistung sind für die Funktionsweise vom Spannungswandler von Belang.
Photovoltaikanlagen ohne Batteriespeicher produzieren Solarstrom, der sofort genutzt werden muss oder ins Stromnetz eingespeist wird. Hier werden durchschnittlich Eigenverbrauchsquoten von ca. 10% bis 20% erreicht. Dieses geht jedoch deutlich effektiver, da der Eigenverbrauch in den meisten Fällen in den Abendstunden deutlich ansteigt und der Strom vor allem am Tag durch Sonnenstrahlen erzeugt wird. Mit einem Batteriespeicher kann der tagsüber nicht benötigte Solarstrom dann genutzt werden, wenn Sie ihn wirklich brauchen. Durch den Einsatz des Batteriespeichers kann mehr vom selbst produzierten Solarstrom verbraucht werden. Der Strom muss nicht ins Netz eingespeist werden, um ihn später wieder teuer zu kaufen. Durch den erhöhten Eigenverbrauch sinken die Stromkosten deutlich. Eigenverbrauchsquoten von bis zu 80% sind möglich, je nach Auswahl der Speicher.
Eine Photovoltaik-Anlage erzeugt aus der von der Sonne angelieferten Strahlungsenergie nutzbaren Strom. Ganz gleich, ob Sie den selbst erzeugten regenerativen Solarstrom als Eigenstrom im Haushalt verbrauchen beziehungsweise ihn selbst vermarkten oder einspeisen und dafür die staatliche Einspeisevergütung erhalten. Wichtig ist es, das Sie wissen, wie viel Strom die Anlage insgesamt erzeugt und wie viel davon in den Haushalt und ins öffentliche Netz gehen. Darüber informieren Sie Systeme zur Anlagenüberwachung. Systeme zur Überwachung der Photovoltaik – Anlage informieren Sie über deren Leistung. Sie liefern je nach System und Überwachungsmodus verschiedene Daten, darunter Erträge und Daten zur Höhe von Eigenverbrauch und Einspeisung. Außerdem können aus den Daten Rückschlüsse auf die Funktionstüchtigkeit der Anlage gezogen werden. Abweichende Daten sind oft ein erster Hinweis darauf, dass irgendetwas mit der Anlage nicht stimmt.
Man stellt langsam fest, dass die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage höher ist, als früher vermutet wurde. Die Lebensdauer einer PV-Anlage wird durchschnittlich mit 20 bis 40 Jahren angegeben. In erster Linie ist dies abhängig von der Qualität der einzelnen Komponenten, wie z.B. Module und Wechselrichter. Wie hoch die Lebensdauer einer bestimmten PV-Anlage ausfällt, darüber können auch die Garantien der Hersteller Auskunft geben. Sie liegen meist bei 20 bis 25 Jahren. Ebenfalls wird die Lebensdauer der PV-Anlage von Faktoren, wie der fachgerechten Planung, der Ausführung der Installation und der regelmäßigen Wartung und Pflege bestimmt. Wie alle Bestandteile einer PV-Anlage altern auch die Solarmodule. Die Alterung der Solarzellen wird mit einem Leistungsverlust daher gehen. Die meisten Hersteller garantieren eine Leistung von etwa 80 Prozent für die garantierte Lebensdauer. Allerdings liegen die Leistungen tatsächlich oft darüber. Häufig werden nach 20 Jahren Nutzung noch 90 Prozent der ursprünglichen Leistung erreicht.
Unterschied Leistungs- und Produktgarantie
Es ist inzwischen üblich, dass die Hersteller für Photovoltaik Module eine langfristige Photovoltaik Garantie anbieten. Dabei wird grundsätzlich in Produkt- und Leistungsgarantie unterschieden. Die Produktgarantie entspricht im Prinzip der gesetzlich vorgeschriebenen Gewährleistung bei Mängeln der Module. Je nach Hersteller wird die Produktgarantie für eine Dauer zwischen fünf und zehn Jahren gewährt. Von der Produktgarantie ausgenommen ist immer die Photovoltaik Garantie auf die Nennleistung der Solarmodule. Diese ist über die Leistungsgarantie abgedeckt. Die vereinbarten Garantiezeiten sind nach Leistung gestaffelt. Eine Garantiezeit von zehn Jahren über eine Leistung von 90 % ist üblich. Für weitere zehn bis fünfzehn Jahre garantiert die Photovoltaik Garantie dann eine Leistung von 80 % der Nennleistung. Insgesamt umfasst die Garantiezeit dann zwischen 20 und 25 Jahre.
Lebensdauer des Wechselrichters einer PV-Anlage
Wie lange hält ein Wechselrichter? Welche Garantien gibt es im Schadensfall?
Hier wird eine durchschnittliche Lebensdauer von 15 Jahren geschätzt. Auch hier gibt es Ausnahmen und einige Wechselrichter laufen nach 20 Jahren immer noch wie am ersten Tag. Trotzdem sagt uns die Erfahrung, dass der Durchschnitt darunter liegt. Wenn man also von einer Lebensdauer der PV-Anlage von 20 Jahren ausgeht, muss der Wechselrichter eventuell mal repariert oder gar ausgetauscht werden. Im Regelfall gewähren die Hersteller die gesetzlichen Garantiebedingungen von 2 Jahren oder optional 5 Jahren Daher kann es zusätzlich sinnvoll sein, eine herstellerunabhängige Verlängerung der Wechselrichtergarantie abzuschließen. Eine alternative Lösung den Eigentümer sind sogenannte herstellerunabhängige Wechselrichtergarantien. In diesen stecken keinerlei versteckte Kosten für den Anlagenbetreiber. Somit kann man sich auch lästige Rückstellungen für den eigenen Wechselrichterdefekt sparen und das Geld lieber sinnvoll investieren. Ebenso kommt es für eine lange Lebensdauer der PV-Anlage auf die richtige Wartung an. Die VDE-Vorschriften für elektrische Installationen sehen eine Überprüfung und Wartung durch den Fachmann im Abstand von zwei Jahren vor. Wir bieten Ihnen eine Wartung, wenn gewünscht, ¼ jährlich. Ebenso kann ein Monitoringsystem die Anlage im laufenden Betrieb überwachen. So werden Schwachstellen der Anlage frühzeitig erkannt und kurzfristig behoben werden.