Allgemeines zu Photovoltaik
Photovoltaik ist laut Definition eine Methode, Lichtenergie (zumeist Sonnenlicht) mittels Solarzellen direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Der Begriff leitet sich aus dem griechischen Wort für Licht (φῶς, phos, im Genitiv: φωτός, photos) und aus der Einheit für elektrische Spannung, dem Volt ab. Die Photovoltaik ist einer von vielen Teilbereichen der Solartechnik, die zahlreiche weitere technische Nutzungsarten der Sonnenenergie einschließt. Sie wird seit 1958 in der Raumfahrt eingesetzt und diente später auch zur Energieversorgung einzelner elektrischer Geräte (Taschenrechner, Parkescheinautomaten, u.a.).
Inzwischen ist die Photovoltaik auf Dach- und Freiflächen das wichtigste Anwendungsgebiet zur netzgebundenen Stromerzeugung.
Mithilfe des photoelektrischen Effekts von Solarzellen, die in Solarmodulen zu einem Solarsystem verbunden werden, wird Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die erzeugte Elektrizität kann direkt genutzt, in Stromnetze eingespeist oder in Akkumulatoren gespeichert werden.
Vor der Einspeisung in Wechselspannungs-Stromnetze wird die durch die Solarmodule erzeugte Gleichspannung durch einen Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt.
Das System aus Solarmodulen sowie den weiteren Komponenten (Wechselrichter, Stromleitung, optional auch Batterie) wird als Photovoltaikanlage bezeichnet.
Die Nennleistung von Photovoltaikanlagen wird mit Wp (Watt Peak) oder kWp angegeben und bezieht sich auf die Leistung bei Testbedingungen, die in etwa der maximalen Sonnenstrahlung in Deutschland entsprechen. Die Testbedingungen dienen zur Normierung und zum Vergleich verschiedener Solarmodule. Gemessen wird bei 25 °C Modultemperatur, 1000 W/m² Bestrahlungsintensität und einer Spektralen Verteilung AM 1,5. Die Testbedingungen wurden als internationaler Standard festgelegt. Können diese Bedingungen beim Testen nicht eingehalten werden, wird die Nennleistung unter den gegebenen Testbedingungen rechnerisch ermittelt.
Der spezifische Ertrag wird als Wattstunden pro installierter Nennleistung (Wh/Wp bzw. kWh/kWp) pro Zeitabschnitt definiert und ermöglicht den einfachen Vergleich von PV-Anlagen unterschiedlicher Größe. In Deutschland kann man bei einer einigermaßen optimal ausgerichteten Anlage pro 1 kWp mit einem Jahresertrag von ca. 1.000 kWh rechnen, wobei die Werte zwischen etwa 900 kWh in Norddeutschland und 1150 kWh in Süddeutschland variieren.
Darüber müssen Sie sich keine Gedanken machen: Überschüssiger Strom wird entweder in der Batterie (sofern vorhanden) gespeichert oder wenn diese voll ist, automatisch in das Netz eingespeist. Das bekommen Sie von Ihrem Netzbetreiber vergütet. Die Höhe richtet sich dabei nach den aktuellen Bestimmungen des EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz).
Grundsätzlich ist es in Deutschland so geregelt, dass der Wechselrichter die Anlage bei Stromausfall abschalten muss. Ansonsten würde die Anlage weiter produzieren und könnte den Elektriker verletzen, der gerade das öffentliche Stromnetz repariert.
Die Lösung sind sogenannte Notstrom- oder Ersatzstromsysteme. Soll die Anlage auch bei Stromausfall weiter funktionieren, muss das bei der Planungsphase berücksichtigt werden.
