Autor: solarstrombauer (Helmut Thomas)
Photovoltaik – Lexikon
A
Abschreibung von Solaranlagen
Bei der linearen Abschreibung setzt man über einen Zeitraum von 20 Jahren, jährlich 5% der Anschaffungskosten an.
Die degressive Abschreibung sieht vor, im ersten Jahr nach der Anschaffung 20%, maximal aber das Doppelte des linearen Abschreibungsbetrages abgesetzt werden kann. In den nächsten Jahren wird der Prozentsatz beibehalten, der jeweilige Restbetrag (Anlagenwert) sinkt, so dass auch der Abschreibungsbetrag sinkt. Ab dem Jahr, in dem der Abschreibungswert in der Höhe des linearen Wertes angekommen ist, bleibt dieser über die Laufzeit konstant, da sich die Beträge sonst zu stark verringern würden.
Welche Abschreibungsform gewählt wird, muss im Einzelfall entschieden werden.
Absorption
Wird die Intensität von Licht beim Durchgang durch ein Material abgeschwächt, spricht man von Absorption.
Akku / Akkumulator für Solaranlagen
Ein Akkumulator oder kurz Akku genannt dient als Zwischenspeichermedium für den produzierten Solarstrom. Für die Solarbranche werden bzw. wurden häufig Nickel-Cadmium-Akkus eingesetzt. Jedoch finden immer mehr, umweltfreundliche Nickel-Metallhydrid- und Nickelhydrid-Akkus ihren Einsatz. Die meisten Akkus für Solaranlagen haben eine Spannung von 1,2 Volt, zum Teil werden auch Autobatterien mit einer Spannung von 12 Volt eingesetzt.
Amorphe Solarzelle
Die Solarzelle aus amorphen Silizium wird mit Hilfe der Dünnschichttechnik hergestellt.
Amortisationszeit
Die Amortisationszeit ist die Zeit, in der eine Photovoltaikanlage durch Stromerzeugung die Investitionskosten wieder einspielt. Die Amortisationszeit ist abhängig von der Einspeisevergütung, den Investitionskosten, der Art der Anlagenfinanzierung, sowie dem Jahresenergieertrag der Anlage. Nicht zu verwechseln mit der Energierücklaufzeit.
Aufdachmontage
Bei dieser Montageart werden Profile oberhalb der Dacheindeckung montiert, um darauf die Solarmodule zu befestigen. übliche Montageart
Azimutwinkel
– wichtig für den Ertrag einer Photovoltaikanlage ist die Ausrichtung nach Süden. Wer auf seinem Dach eine Photovoltaikanlage installiert, ist daran interessiert, möglichst hohe Erträge mit der Photovoltaikanlage zu erzielen. Ein wesentlicher Faktor ist dabei der sog. Azimutwinkel. Dieser gibt an, wie groß die Abweichung der Photovoltaik – Module im Bezug zur Ost-West-Ausrichtung von der Südausrichtung ist. Sind die Photovoltaikmodule genau gen Süden ausgerichtet, beträgt der Azimutwinkel 0 Grad. Wenn die Ausrichtung mehr gen West geht, bekommt der Azimutwinkel ein positives Vorzeichen. Tendiert die Ausrichtung mehr gen Ost, wird das Vorzeichen des Azimutwinkels negativ. Beipiel: Ausrichtung der Photovoltaikmodule genau gen West entspricht +90 Grad und eine Ausrichtung genau gen Ost entspricht -90 Grad.
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B
Baugenehmigung für Solaranlagen bzw. Photovoltaikanlagen
In der Regel sind Solaranlagen nicht baugenehmigungspflichtig. Dies liegt vor allem daran, dass Solaranlagen im Baugesetzbuch bisher keine Beachtung fanden. Da Solaranlagen jedoch meistens auf dem Dach oder z.T. auch an Fassaden und Balkonen installiert werden und somit das äußere Erscheinungsblid von Gebäuden verändern, kann es zu Problemen mit der Baubehörde kommen. In jedem Fall empfiehlt es sich vor der Installation einer Solaranlage mit der zuständigen Behörde in Kontakt zu treten, um alle Unklarheiten zu beseitigen. Häufig kommt es zu Konflikten mit Denkmalgeschützten Gebäuden, da ihnen und ihrerm Erscheinungsbild besondere Beachtung geschenkt wird. Wer eine Baugenehmigung für eine Solaranlage an einem unter Denkmalschutz stehenden Haus beantragt hat in den meisten Fällen eher schlechte Karten.
Belastbarkeit von Modulen
Solarmodule werden im Rahmen ihrer Zertifizierung gemäß IEC 61215 harten standadisierten Belastungstest unterworfen, um sicherzustellen, dass sie Hagel und Schneelasten standhalten können:
Hageltest: Simulierter Aufprall von Hagelkörnern mit 25 mm Durchmesser
Lasten: Statische Belastung der Vorder- und Rückseite mit 2400 Pa und Frontbelastung (z.B. Schnee) mit 5400 Pa
Mit welchen Wartungsarbeiten und Betriebskosten muss der zukünftige Photovoltaikanlagen- Betreiber rechnen? Bis auf einige Ausnahmen arbeiten Photovoltaikanlagen weitestgehend wartungsfrei. Dieser Aspekt wirkt sich daher auch positiv auf den Geldbeutel aus, da die Kosten für Wartung und Betrieb sehr gering sind. Um jedoch zu gewährleisten, dass die Anlage stets reibungslos funktioniert und um einer Störung der Solarstromanlage möglichst vorzubeugen, sollten regelmäßige Kontrollen durchgeführt werden. Die optimale Wartung und Pflege erfährt die Photovoltaikanlage durch einen Fachhandwerker für Photovoltaik, der in der Regel einen Wartungsvertrag mit dem Anlagenbetreiber abschließt. Ein Aspekt der sich negativ auf den Ertrag einer Photovoltaikanlage auswirken kann, ist die Verunreinigung. Kleine bis mittlere Verunreinigungen wie Staub, werden in der Regel durch Regen und Schnee beseitigt. Größere Verschmutzungen wie Moos, Vogelkot und Blattlaub sollten möglichst rasch manuell entfernt werden.
Der Bezugszähler
Als Bezugszähler, wird das Gerät bzw. Instrument bezeichnet, das den Verbrauch von elektrischer Energie misst. Die Einheit, in der der Bezugszähler misst, wird in Kilowattstunden (kWh) angegeben.
Die Bypassdiode – Schutz vor Zerstörung der Solarzellen
Photovoltaik- Module, die aus bestimmten Gründen keinen Solarstrom erzeugen, weil sich z.B. Schmutz und Dreck abgelagert haben, oder weil die Solarmodule durch ein Hindernis verschattet werden, sind der Gefahr einer starken Erhitzung ausgesetzt. Eine nicht fuktionierende Solarzelle, bei der der von den anderen Solarmodulen erzeugte Solarstrom hindurchfließt, kann sich sehr stark erhitzen, was bis zur Zerstörung eben diese führen kann. Diesen Effekt bezeichnet man in Fachkreisen als Hot-Spot-Effekt. Um einzelne Solarzellen bzw. die Solarmodule vor diesem Effekt zu schützen, wird eine sog. Bypassdiode in der Schaltung integriert. Diese Bypassdiode sorgt dafür, dass der erzeugte Strom an den defekten Solarzellen vorbeigeleitet wird und diese somit vor der Zerstörung geschützt sind. Die Anzahl der in einem Photovoltaik- bzw. Solarmodul vorhandenen Bypassdioden kann je nach Anzahl der in dem Modul vorhandenen Solarzellen variieren. In den meisten Modulen sind jedoch maximal vier Bypassdioden vorhanden.
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C
CO2 Abkürzung für Kohlendioxid, Schadstoff, der bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht. Mit einer Solarstromanlage wird schon innerhalb weniger Jahre mehr CO2 eingespart als für die Produktion von Solarmodulen benötigt wird.
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D
Dünnschichtsolarzelle
Bezeichnung für dünne Solarzellen, deren Herstellungsprozess, die Dünnschichttechnik ohne Wafer auskommt.
Dünnschichttechnik
Bezeichnung für die Herstellungstechnik dünner Solarzellen, die direkt auf ein kostengünstiges Trägermaterial (Glas, Metallfolie, Plastikfolie) abgeschieden werden. Vorteile der Dünnschichttechnik sind Material- und Energieeinsparungen beim industriellen Herstellungsprozess, die einfache Dotierbarkeit und die Möglichkeit, großflächige Solarzellen zu produzieren.
Durchschnittlicher Stromverbrauch
Der durchschnittliche Jahresstromverbrauch eines Haushaltes richtet sich in jedem privaten Haushalt nach dessen Größe:
| Anzahl der Persoenen im Haushalt |
Stromverbrauch in kWh/Jahr |
| 1 Person |
ca. 1.600 kWh |
| 2 Personen |
ca. 2.800 kWh |
| 3 Personen |
ca. 3.900 kWh |
| 4 Personen |
ca. 5.300 kWh |
Der Stromverbrauch verdoppelt sich keineswegs bei jeder weiteren Person, die mit in diesem Haushalt lebt. Dies ist darauf zurück zu führen, dass beispielsweise Licht und Haushalts-Geräte, die Strom verbrauchen (Kühlschrank, Fernseher, Waschmaschine) gemeinsam genutzt werden. Trotzdem steigt der Stromverbrauch natürlich mit jeder weiteren Person leicht an, da z.B. mehr gespült und gewaschen werden muss.
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E
EEG
Erneuerbare-Energien-Gesetz: Regelt die Einspeisevergütung regenerativer Energiequellen, z.B. Windkraft, Biomasse, Wasserkraft und auch Photovoltaik
Einspeisevergütung
Der örtliche Stromversorger ist verpflichtet, regenerativ erzeugten Strom abzunehmen und nach dem aktuellen Satz zu vergüten. Für in 2007 aufdachmontierte Solarstromanlagen bis 30 kWp Leistung beträgt die Einspeisevergütung 49,1 Cent/kWh für 20 Jahre. In 2008 sinkt die Einspeisevergütung auf 46,75 Cent /kWh.
Einspeisevertrag
Vom Stromnetzbetreiber wird nach der Fertigmeldung des Elektroinstallateurs ein Vertragsangebot zugesandt. Das EEG garantiert Ihnen die Stromabnahme zu dem gesetzlichen Mindestpreis. Der schriftliche Vertrag sollte klare und eindeutige Formulierungen enthalten. Insbesondere die Leistungszeit und die Zahlungsfälligkeit spielen eine wichtige Rolle. Weitere wichtige Details für den Vertrag:
Der Schuldner muss richtig benannt sein.
Vertragliche Leistungen und der Preis müssen eindeutig ausgewiesen sein. Der Anlagenbetreiber muss also die Zahl der eingespeisten Kilowattstunden und den Preis aufführen.
Sofern es sich um eine mehrwertsteuerliche Leistung handelt, muss dies in der Rechnung vermerkt und der Betrag der Mehrwertsteuer separat genannt sein.
Energiedach
Besondere Montageart, bei der rahmenlose Module in einem Profilsystem eingelegt werden. Die so entstandene Fläche ersetzt die Standard-Dacheindeckung. Besonders geeignet ist das System für Neubauten oder Dachsanierungen.
Erdung
Die Erdung einer PV-Anlage ist nur bei Anlagen mit Wechselrichtern ohne Trafo zwingend notwendig. Alle anderen Anlagen mit Trafowechselrichtern benötigen keine Erdung des Gestells. Die Erdung kann an den Gebäudeblitzableiter oder an den vorhandenen Ringanker (Potenzialausgleichsband) erfolgen.
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F
Flachdachmontage
Montageart für Solarstrommodule, bei der die Module mittels Winkel- oder Teleskopkonstruktionen auf Flachdächern installiert werden.
Fotovoltaik
Fotovoltaik (alte Rechtschreibung Photovoltaik). Die PV-Technik in den Zellen beruht auf dem sog. lichtelektrischen Effekt. Auf den Halbleiter trifft ein Lichtstrahl auf und ruft einen Elektronenfluss hervor.
Fotovoltaikanlage
In einer Photovoltaikanlage (kurz PV-Anlage) bzw. Fotovoltaikanlage, auch Solarstromanlage, findet die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie statt. Mit diesem Gebiet der Energiewandlung beschäftigt sich die Fotovoltaik.
Eine Fotovoltaikanlage besteht aus mehreren Komponenten. Der Generator empfängt und wandelt die Lichtenergie und elektrische Energie in Form von Gleichstrom um. Als Empfänger dient entweder die Solarzelle direkt oder aber ein optisches System. Die Solarzelle dient in jedem Fall als Wandler der Strahlungsenergie durch Ausnutzung des photovoltaischen Effekts. Aufgrund der sehr geringen, pro Solarzelle entstehenden elektrischen Spannung werden Solarzellen zu Solarmodulen zusammengestellt. Für einen Generator werden ein oder mehrere Module benötigt. Die Energie wird nun über Kabel dem System zugeführt. Sie kann entweder gespeichert (Inselanlage) oder aber in ein elektrisches Netz, zum Beispiel dem öffentlichen Stromnetz eingespeist werden. Abhängig von der Verwendung der Energie besteht der weitere Teil der PV-Anlage aus verschiedenen Komponenten. Die einzelnen Komponenten einer PV-Anlage müssen entsprechend des vorliegenden Lastprofils der elektrischen Verbraucher und der jeweils notwendigen Energiespeicher oder der Netzgegebenheiten exakt aufeinander ausgelegt sein, um einen maximalen Energieertrag zu gewährleisten.
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G
Globalstrahlung
Bezeichnet die auf eine horizontale Fläche auf die Erde treffende Sonneneinstrahlung. Sie setzt sich zusammen aus der direkten, diffusen und reflektierten Strahlung.
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I
Inselanlage
Die erzeugte Energie wird in Batterien zwischengespeichert und danach verbraucht. Diese Anlagen sind nicht an das Stromnetz angeschlossen.
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J
Jahreserträge
Von Anfang März bis Ende Oktober kann man ca. mit 85% des Jahresertrages rechnen. Die Monate November bis Februar machen sich nur mit 15% bemerkbar. Wenn die Installation bis zum Frühjahr erfolgt, kann man also die Sommerphase noch ausnützen. Denn das Jahr der Inbetriebnahme zählt beim EEG nicht zu den 20 Jahren.
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K
kWh
Abkürzung für Kilowattstunde. Eine kWh enspricht 1.000 Watt über den Zeitraum einer Stunde.
kWp
kW=kiloWatt, das p bedeutet „peak“ als Spitzenleistung. Das „p“ zeigt aber nicht die Spitzenleistung sondern die Nennleistung nach Standard-Testbedingungen (STC).
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M
Modul
Bezeichnung für eine elektrisch anschlussfähige Einheit aus mehrern Solarzellen, mit Witterungsschutz (Glas), Einbettung und Rahmung.
Modulausrichtung
Zur effektiven Nutzung der Sonnenstrahlung werden die Module so ausgerichtet, dass die solare Ernte möglichst groß ausfallen kann. Hierbei spielen neben dem Einfallswinkel der Sonne auch der Azimutwinkel und der Neigungswinkel der Module eine Rolle. Der Azimutwinkel gibt an, wie viel Grad die Modulflächen von der exakten Südausrichtung abweichen.
Der Neigungswinkel betrifft die Abweichung von der Horizontalen. Untersuchungen belegen, dass Solaranlagen mit einem Azimutwinkel von etwa 0° und einem Neigungswinkel um 30° optimal ausgerichtet sind. Doch kleinere Abweichungen sind nicht unbedingt problematisch. Bei der Orientierung nach Südost oder Südwest können noch immer rund 95% der möglichen Ernte eingefahren werden.
Modultypen
monokristallin, polykristallin, amorph
Modulverschmutzung
Auch die Verschmutzung der Module durch Staub und Vogelkot hat einen negativen Einfluss auf den Ertrag der PV-Anlage. Durch einen etwas steileren Anstellwinkel der Module kann man der Verschmutzung etwas entgegenwirken. Es hat sich gezeigt, dass die Selbstreinigung durch Niederschlag unter 10° Neigung gegen Null geht.
Monokristallin
Silizium, das als Einkristall gezogen gezogen wurde. Die Kristallstruktur im Inneren ist absolut homogen, was durch die gleichmäßige Außenfärbung erkennbar wird.
MW
Abkürzung für Mega Watt. Mit diesem Wert wird die Leistung von Solaranlagen gemessen.
1 MW=1.000.000 Watt
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N
Netzbetreiber
Er besitzt das Stromnetz und verteilt, d.h. liefert den Strom. Als Stromverteiler ist er nach dem EEG derjenige, der die Vergütung zu zahlen hat. Wenn Sie einen vom Netzbetreiber abweichenden Stromanbieter haben, verlangt der Netzbetreiber von diesem Stromanbieter wiederum EEG-Beträge. Somit können die Stromanbieter sich finanziell nicht den regenerativen Energien entziehen.
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P
Photovoltaik
Ein physikalischer Effekt lässt eine Spannung in einer aus zwei elektrischen Polen bestehenden Halbleiterplatte entstehen. Angeschlossen an einen Verbraucher fließt ein Strom. Photo (griech.) = photos: das Licht; Volt=Einheit für die elektrische Spannung (Spannung durch Licht)
Polykristallin
Kristallstruktur von Silizium, in der mehrere Kristalle im Guss erstarren. Erkennbar sind polykristalline Zellen durch die sichtbaren Korngrenzen, es entsteht ein „Metal-Flake-Effekt“.
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S
Silizium
Der Rohstoff Silizium wird für die Herstellung von Solarzellen verwendet. Silizium ist das zweithäufigste Element der Erdkruste.
Sonnenstunden
Anzahl der Stunden pro Jahr, in denen die Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche fällt, ohne durch Wolken verschattet zu werden.
STC (Standard Test Conditions)
Die Standard-Testbedingungen sind die Bedingungen, bei der die Strom- und Spannungskennwerte eines Moduls/einer Zelle gemessen und und auf dem Modul-Datenblatt angegeben werden. STC=1.000W/m2, 25° Zelltemperatur, Sonnenspektrum AM=1,5.
v
Verschattung der Solarmodule einer Photovoltaik Anlage
Sobald ein Photovoltaik Modul bzw. der Solargenerator teilweise beschattet wird, hat dies eine enorme Auswirkung auf den Ertrag der Photovoltaikanlage. Für die Umwandlung des Sonnenlichts in Solarstrom sollte schon bei der Planung der Photovoltaikanlage auf dem Dach der Fokus auf umliegende Bäume, Häuser oder z.B. auch Dachgauben gelegt werden, um zu sehen, in wie fern diese einen Schatten auf die Solarmodule werfen. Aus diesem Grund sollten die Solarmodule möglichst nie verschattet werden. Viele Hersteller planen die Solaranlage so, dass keine oder nur unvermeidbare Verschattungen auftreten.
TIPP! Da der Ertrag der Photovoltaikanlage der wichtigste Punkt überhaupt ist, sollte besonderer Wert auf die Verschattung gelegt werden, damit das edle Silizium ungehindert seien Dienst erledigen kann.
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W
Wafer
Gesägte Siliziumscheibe, Rohling für die Erstellung einer Solarzelle.
Wechselrichter
Komplexes, elektronisches Bauteil, das Gleich- in Wechselstrom umformt. Wird in der Solarstromtechnik zur Netzeinspeisung benötigt.
Wertschöpfungskette, solare
Die solare Wertschöpfungskette bezeichnet die Stufen vom Sand/Rohsilizium bis zum fertigen Solarmodul.
Wirkungsgrad Modul/Zelle
Der Wirkungsgrad eines Moduls/einer Zelle ist definiert als Leistung pro Fläche. Der Wirkungsgrad sagt aber nichts aus über die Erträge eines Moduls/einer Zelle.
Wirtschaftlichkeit
Die Wirtschaftlichkeit einer Solarstromanlage berechnet sich aus den Kosten der Anlage und den Einspeisevergütungen. Bei einer Dachneigung von 30° und Südausrichtung hat sich die Anlage durchschnittlich in 12-14 Jahren bezahlt gemacht.
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Z
Zelle
Photovoltaikzellen werden aus Wafern hergestellt. Diese sind das Hauptelement für die Erstellung von Photovoltaikmodulen.
