Funktion einer Photovoltaikanlage

Ein Leitfaden zur solaren Stromerzeugung

Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) verwandeln Sonnenlicht direkt in Strom und repräsentieren eine der nachhaltigsten und fortschrittlichsten Formen der Energiegewinnung. Durch die Installation von PV-Modulen auf Dächern, in Freiflächen oder als Teil von Gebäudefassaden kann jeder Haushalt oder Betrieb einen Beitrag zur Energiewende leisten. Doch wie funktioniert Photovoltaik genau, und was sind die Schlüsselaspekte, die ihre Wirtschaftlichkeit bestimmen?

Grundprinzip der Photovoltaik

Die Basis jeder PV-Anlage sind die Solarzellen, die in Modulen zusammengefasst sind. Diese Zellen nutzen den photoelektrischen Effekt, um Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Die Effizienz und der Ertrag einer PV-Anlage hängen von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Größe der Anlage, die Intensität der Sonneneinstrahlung sowie die Ausrichtung und Neigung der Module.

Wirtschaftlichkeit und Leistungskennzahl (kWp)

Die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage wird stark durch den Eigenverbrauch des erzeugten Stroms beeinflusst. Eine Anlage, die zwischen 5 und 10 Kilowatt-Peak (kWp) leistet, kann den Energiebedarf eines Vier-Personen-Haushalts effektiv decken. Die Leistungskennzahl kWp gibt an, unter idealen Bedingungen wie viel Leistung die Anlage erbringen kann.

Umgang mit überschüssigem Strom

Überschüssig produzierter Strom kann ins öffentliche Netz eingespeist und vergütet werden. Alternativ ermöglicht der Einsatz von Solarbatterien die Speicherung und Nutzung dieses Stroms zu einem späteren Zeitpunkt, was den Eigenverbrauch maximiert und die Unabhängigkeit vom Stromnetz fördert.

Ausrichtung und Neigung der Solarpaneele

Eine optimale Ausrichtung der Module ist entscheidend für den Ertrag der Anlage. Idealerweise sollten die Module nach Süden ausgerichtet sein, jedoch können auch Ost-West-Ausrichtungen auf Flachdächern durchaus effizient sein. Selbst bei einer Abweichung von bis zu 45 Grad zur idealen Südausrichtung können immer noch 95 % des potenziellen Ertrags erzielt werden.

Vor- und Nachteile von PV-Anlagen

Vorteile:

• Nachhaltige Energie: Solarstrom ist CO₂-frei und unterstützt die Klimaziele.
• Kosteneinsparungen: Eigenerzeugter Strom reduziert die Abhängigkeit von Energieversorgern und spart Kosten.
• Langlebigkeit: PV-Anlagen sind mit einer Lebensdauer von bis zu 30 Jahren sehr wartungsarm.

Nachteile:

• Anfangsinvestition: Die Anschaffungskosten können hoch sein, amortisieren sich jedoch über die Zeit.
• Schwankende Erträge: Abhängig von Wetter und Jahreszeit variieren die Stromerträge.
• Leistungsabnahme: Mit der Zeit kann die Effizienz der Module leicht nachlassen.

Photovoltaik vs. Solarthermie

Während Photovoltaik Strom erzeugt, produziert Solarthermie Wärme für Heizungen oder warmes Wasser. Beide Technologien nutzen die Sonnenenergie, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken.