Photovoltaik-Anlage

Eine Photovoltaikanlage nutzt das Sonnenlicht und wandelt die Sonnenenergie direkt in elektrische Energie um.

Der große Vorteil dabei ist, dass sie keine bewegten Teile benötigt und die technischen Komponenten verschleißfrei funktionieren und keine laufenden Wartungskosten verursachen.

PV-Module bestehen aus lichtaktiven Silizium-Scheiben, die bei monokristallinen Modulen dunkelblau bis schwarz aussehen und bei polykristallinen Modulen in verschiedenen Blautönen glitzern. Die Silizium-Scheiben sind untereinander mit silbernen Leiterbahnen verbunden. Sie sind zum Schutz mit einer Glasplatte abgedeckt und in einen Aluminiumrahmen gefasst, der Stabilität gibt und die Montage ermöglicht. Leistungsstarke monokristalline Module mit einem Maß  1,66 m x 1 m liefern heute eine Spitzenleistung von über 300 Watt Leistung bei einer Leerlaufspannung (Gleichstrom) von ca. 40 Volt.

Um die erzeugte Energie im Stromnetz nutzbar zu machen, muss der Gleichstrom in PV-Wechselrichtern in Wechselstrom umgewandelt werden. Idealerweise erfolgt das auf allen drei Phasen des Stromnetzes parallel (3 Phasen mit 230 Volt = dreiphasig mit 400 Volt). Nur sehr kleine Anlagen speisen auf nur einer Phase ein. Moderne Wechselrichter arbeiten mit Gleichspannungen von ca. 800 Volt. Das bedeutet, dass man 18 Module mit 40 Volt Leerlaufspannung = 720 Volt auf einem Strang hintereinander anschließen kann – je nach Ausrichtung zur Sonne auch mehr.

Gute Module erreichen heute einen Wirkungsgrad von ca. 20%. Das bedeutet, dass ein Fünftel der auf das Modul treffenden Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Das ist nicht etwas wenig, sondern verglichen mit  z.B. einem Auto ganz schön viel – denn der Strom steht genau da zur Verfügung, wo man das Modul zur Sonne hin hält und das dort, wo man den Strom direkt nutzen kann. Ein Auto kann übrigens nur ca. 25% des Energiegehalts des eingesetzten Benzins oder Diesels in Bewegung umsetzen. Berücksichtigt man die Förderung, den Transport, die Aufbereitung und die Verteilung, dann liegt man sicher deutlich unter 20%. Und aus einem Liter Rohöl gewinnt man nur ca. 24% Benzin, 20 % Diesel / Heizöl, 3 % Flüssiggas (Butan, Propan).

Thermische Solaranlagen

Solarthermie-Anlagen erzeugen aus der Sonnenenergie Wärme – sind also ideal zur Warmwassererzeugung, Schwimmbaderwärmung oder auch zur Heizungsunterstützung.

Da Sonnenenergie vor allem im Sommer zur Verfügung steht, wenn man die Wärme kaum braucht, sieht man thermische Solaranlagen gerne einmal mit Tüchern abgedeckt, weil sie überhitzen würden, wenn  man die Energie nicht nutzen bzw. abführen kann. 

Auf meinem Privathaus habe ich im Zuge der Installation einer Photovoltaik Anlage auf einer kleinen Fläche, die mit Photovoltaik nicht nutzbar war (es hätten keine 18 Module drauf gepasst) eine  Solarthermie-Anlage installiert, deren Pumpen und Regelungen ich mit PV-Strom betreibe. Erfahrungsgemäß hat der Pufferspeicher eine Temperatur von max. 40-50 Grad, was für die Warmwasser-Erwärmung (min. 65 Grad) und auch meine Raumheizung mit ca. 50 Grad Vorlauftemperatur zu wenig ist.