- 06222 7736758
- kontakt@bms-solar.de
- Mo - Fr: 8:00 - 16:00
Gibt es einen Unterschied zwischen Photovoltaik und Solaranlage? Beide Begriffe werden oft synonym verwendet, was aber aus technischer Sicht nicht ganz korrekt ist. Solaranlagen kombinieren zwei unterschiedliche Konzepte: Solarthermie und Photovoltaikanlage. Beide Methoden zielen darauf ab, Energie aus der Sonnenenergie zu gewinnen. Während eine Solarthermieanlage Wärme zum Erhitzen von Wasser erzeugt, wandelt eine Photovoltaikanlage Sonnenstrahlen in Strom um.
Eine Photovoltaikanlage wandelt die Energie der Sonne in Strom um. Dadurch werden Hausbesitzer vom Stromverbraucher zum Stromerzeuger. Das schont nicht nur das Familienbudget, sondern auch die Umwelt.
Solarmodule bestehen aus Halbleiterzellen, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Der dabei entstehende Gleichstrom wird dann in Wechselstrom umgewandelt, um ihn zu Hause zu nutzen oder ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Die theoretisch mögliche Leistung einer Photovoltaikanlage wird in kWp (Kilowattpeak, Peak = Spitzenleistung und bestmöglichen Bedingungen) angegeben. Zu den bestmöglichen Bedingungen zählen Faktoren wie Temperatur, Einstrahlwinkel und Ausrichtung der Anlage.
Je nach Region und örtlichen Gegebenheiten kann eine 1-kWh-Anlage zwischen 800 und 1000 kWh Sonnenenergie pro Jahr sammeln. Die dafür benötigte Fläche hängt von der Art der Solarmodule ab und liegt typischerweise zwischen 6 und 8 m² pro kWh. Einflussfaktoren wie Ausrichtung, eingesetzte Systemtechnik und Sonnenscheindauer am Standort der Photovoltaikanlage sind entscheidend für die tatsächliche Leistung.
Die Stromerzeugung aus Sonnenlicht basiert auf dem sogenannten Photovoltaik-Effekt. In den meisten Fällen geschieht dies auf dem Dach, denn hier werden die Sonnenstrahlen am besten eingefangen. Trifft Sonnenlicht auf die Halbleitermaterialien einer Solarzelle, werden die Elektronen angeregt und beginnen sich zu bewegen. Bewegungsenergie erzeugt Strom. Je stärker die Sonne scheint, desto mehr Leistung generieren die Module. Allerdings ist deren Leistungsentwicklung auch begrenzt, wenn es zu warm wird.
Verschiedene Faktoren bestimmen, wie viel Strom eine Photovoltaikanlage produzieren kann. Unterschiedliche Bedingungen sind durch die verschiedenen Jahreszeiten und geografischen Standorte begründet. Im Sommer haben wir meist einen Sonnenenergie-Überschuss, während wir im Winter eventuell Strom nachkaufen müssen, weil wir weniger Sonnenstunden haben.
Es ist jedoch möglich, die zu erwartende Leistung einer Photovoltaikanlage anhand der erzeugten Strommenge (kWh) pro installiertem kW und der Effizienz von Solarmodulen abzuschätzen.
Mit einer Einheit kWh pro installiertem kW kann man sagen, dass eine installierte kWh etwa 800–1100 kWh pro Jahr produziert. Wenn Ihre PV-Anlage eine Spitzenleistung von 2 kWh aufweist, produziert sie etwa 1500-2300 kWh Solarenergie pro Jahr.
Neben Wirkungsgrad, Sonnenstundenzahl und kWh pro installiertem kW gibt es noch weitere Faktoren, die die Stromerzeugung einer Photovoltaikanlage ausmachen:
Wie viel Strom Ihre Photovoltaikanlage erzeugt, hängt von vielen individuellen Faktoren ab. Mit einem Photovoltaik-Rechner können Sie sich einen ersten Überblick über Einsparungen, Kosten und Amortisationszeiten verschaffen. Kontaktieren Sie uns oder besuchen Sie uns an unserem Firmenstandort in Wiesloch.
Solarzellen funktionieren relativ einfach: Trifft Sonnenlicht auf eine Solarzelle, werden die Elektronen in der Zelle angeregt und in Bewegung versetzt. Innerhalb der Zelle findet eine Wechselwirkung zwischen dem dotierten Halbleiter der Solarzelle und dem einfallenden Sonnenlicht statt. Dabei werden sogenannte Elektronen, also elektrische Ladungsträger freigesetzt. Infolgedessen fließt Strom, der auf beiden Seiten der Zelle über Metallkontakte abgeführt wird. Der so erzeugte Strom wird dann zum Haus über ein Stromkabel transportiert.
Sonnenstrahlen enthalten mikroskopische Energieträger, die sogenannten Photonen, die auf die Zelloberfläche fallen. Der verwendete Halbleiter Silizium reagiert auf die Sonnenstrahlen, indem er Elektronen freisetzt. An diesen Stellen verbleiben positiv geladene Löcher. Je nach Ladung bewegen sich die Elektronen zur positiven oder negativen Elektrode.
Wenn sich die Elektronen zur Oberseite des Siliziums bewegen, bewegen sich die Löcher nach unten. Die Ladungen fließen durch die leitfähigen Metallschichten nach oben und erreichen so den Verbraucher dort, wo die Energie benötigt wird, wie Computer, Netzwerke oder Glühbirnen. Der Stromkreis wird dann geschlossen, indem Elektronen zu der Schicht mit den fehlenden Elektronen zurückwandern.
Der Wechselrichter ist eine Art Stromrichter, der Gleichspannung in Wechselspannung umwandeln kann. Wird ein Verbraucher an den erzeugten Wechselstrom angeschlossen, entsteht aus dem Gleichstrom ein Wechselstrom (oft auch dreiphasig). Die entgegengesetzte Funktion wäre die Gleichrichterfunktion.
Manchmal werden Geräte, die nur Gleichspannung auf eine andere Ebene bringen, fälschlicherweise auch als Wechselrichter bezeichnet. Solche Geräte enthalten in der Regel einen Wechselrichter und zusätzlich einen Gleichrichter.
In den nächsten Jahren endet die Zeit garantierter Einspeisevergütungen für viele Photovoltaikanlagen. So endete beispielsweise Anfang 2021 die staatlich garantierte Einspeisevergütung für Photovoltaik-Anlagen für Installationen ab dem Jahr 2000. Unbestreitbar ist jedoch, dass Photovoltaikanlagen eine deutlich längere Lebensdauer haben.
Obwohl die Leistung von Photovoltaikmodulen mit zunehmender Betriebsdauer abnimmt, kann sie je nach verwendeter Betriebsfaktoren und Technologie auch nach 20 Jahren Betrieb noch 80 % der ursprünglichen Leistung aufweisen. Viele laufende Studien zeigen, dass sich der Strom vom eigenen Dach durch den Anschluss an einen Speicher und eine Wallbox zum „Solartanken“ bestens eignet.
Dafür benötigen eine Wallbox, auch Ladestation genannt. Bei ausreichender Größe Ihrer PV-Anlage ist dies möglich. Um jedoch sorgenfrei komplett mit Solarenergie gefüllt zu sein, sollten Sie Ihr System zusätzlich um einen Energiespeicher ergänzen.
Dieser speichert überschüssigen erzeugten Solarstrom zwischen und sorgt für die Nachtautarkie des normalen Hausverbrauchs. Fällt der Stromspeicher größer aus als der Bedarf des Haushaltverbrauchs, kann man diesen auch für das Laden des E-Autos nutzen. Dabei gilt es zu beachten, dass man bei dem E-Auto eine Ladeschwelle einrichten kann, z.B.: bei 30%. Ansonsten könnte es passieren, dass sich der komplette Stromspeicher aufgrund des Ladevorgangs des E-Autos entleert und nicht mehr genug Strom für den Haushaltsverbrauch zur Verfügung steht. Daher ist die beste Art, das Auto Zuhause zu laden, immer das Überschuss basierende Laden.
Elektronische Ladestationen brauchen ein Trio. Denn die Solarladestation besteht aus drei Komponenten. Ein Carport oder eine Garage gehören nicht zum Trio, obwohl das Auto meist ein eigenes Zuhause hat. Was aber wirklich für eine Solartankstelle benötigt wird, sind die folgenden drei Komponenten:
