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In einer Photovoltaikanlage
wird die Sonnenenergie durch den photoelektrischen
Effekt (Gleichstrom) in Solarzellen (Photovoltaik-Module)
mit Hilfe eines Wechselrichters in nutzbaren Strom
(Wechselstrom) umgewandelt. Durch die staatlich
Förderung in Form einer garantierten Einspeisevergütung
(Einspeisung ins Stromnetz [On-Grid-System]) und der Möglichkeit zum Eigenverbrauch
des erzeugten Solarstroms (z. B. mit einer Wärmepumpe) hat die
Investition in Photovoltaikanlagen einen Hype
ausgelöst. Diese Anlagen sind nicht nur nachhaltig,
sondern in den meisten Fällen auch wirtschaftlich.
Auf welchem Niveau sich diese Anlagen im Markt einpegeln,
muss abgewartet werden.
Dringend ist ein Ende der Regulierungswut sowie ein Aussetzen zeitraubender Genehmigungsverfahren notwendig.
Photovoltaikanlagenbetreiber
sollten sich darüber im Klaren sein, das das Betreiben einer Photovoltaikanlage ein Gewerbe
darstellen kann. Von einer Gewerbeanmeldung ist man befreit, wenn der erzeugte Strom
ausschließlich dem Eigenverbrauch dient (Off-Grid-System) oder diesen nur in einem geringen Umfang
in das öffentliche Stromnetz einspeist. Dabei handelt es sich in der Regel um PV-Systeme, deren Leistung
5 kWp nicht übersteigen.
Obwohl die Einspeisung von Strom eine gewerbliche Tätigkeit
darstellt, ist eine Gewerbeanmeldung für Photovoltaikanlagen auf privaten Wohngebäuden
nur in wenigen Ausnahmefällen erforderlich. Dies entscheiden in Grenzfällen die Bundesländer. Diese haben
sich auf eine einheitliche Vorgehensweise geeinigt. Der Betrieb einer PV-Anlage wird nicht
als gewerbliche Tätigkeit eingestuft. Hier sollte aber unbedingt beachtet werden, dass dies nur für das
Gewerberecht gilt. Die Gründe sind darin zusehen, dass der jährliche Gewinn einer
Kleinanlage für eine gewerbliche Tätigkeit sehr gering ist, weil die Abschreibungsmöglichkeiten
der Investition in die Rechnung einbezogen werden und der Netzbetreiber in der Regel der einzige
Abnehmer ist. Wenn aber der Strom z. B. an einen benachbarten Abnehmer (z. B. Gewerbetrieb) geliefert wird, kann eine Gewerbeanmeldung
notwendig werden. Es sollte immer bei der Gemeinde nachgefragt werden, ob
eine Gewerbeanmeldung erforderlich ist.
Aber steuerrechtlich sind die Einnahmen aus der Einspeisevergütung Einkünfte aus einer gewerblichen Tätigkeit und sind als Einkommen zu versteuern. Die laufenden Kosten und der Kaufpreis der PV-Anlage, z. B. linearen Abschreibung > jährlich 5 %, können abgesetzt werden.
Da das Betreiben einer PV-Anlage eine unternehmerische Tätigkeit ist, muss für die erhaltene Einspeisevergütung
eine Umsatzsteuer von 19 % an das Finanzamt abgeführen werden. Diese wird aber nur weitergereicht,
da der Anlagenbetreiber diese Umsatzsteuer dem Netzbetreiber in Rechnung stellt. Diese eingenommene Umsatzsteuer muss in den ersten zwei Jahren
monatlich dem Finanzamt in einer "Voranmeldung" gemeldet und sofort abgeführt werden. Danach sind
längere Intervalle, abhängig vom Jahresumsatz, für die Voranmeldung möglich. Von der abzuführenden Umsatzsteuer können die Beträge
abgezogen werden, die im Rahmen der Tätigkeit selbst als Umsatzsteuer (Vorsteuer) gezahlt werden. Da eine
private Photovoltaikanlage der Umsatzsteuerpflicht unterliegt und die Einnahmen einkommenssteuerpflichtig sind, ist es
empfehlenswert, in den ersten zwei Jahren die Hilfe eines Steuerberaters in Anspruch zu nehmen. So können auch alle möglichen
Abschreibungsmöglichkeiten genutzt und die Verfahrensgänge gelernt werden.
Hier könnte auch geklärt werden, ob die Kleinunternehmerregelung (weniger als 17.500 € Umsatz)
in Anspruch genommen werden sollte. Dann muss keine Umsatzsteuer (nur Einkommensteuer) an das Finanzamt abgeführt
werden, aber es kann dann keine Vorsteuer gezogen werden. Gewerbe anmelden bei einer PV-Anlage
PV-Forum - Photovoltaikforum GmbH - wertvolle Hilfen durch Fachleute
Gefährliches Halbwissen - Falsche Tipps und unvollständige Informationen über Photovoltaik-Anlagen
Öffentliche Nettostromerzeugung in Deutschland in 2022
- energy-charts.info - Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE |
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Dachverpachtung
Viele Hauseigentümer haben ein Dach, das sich für die Installation einer
Photovoltaikanlage eignet. Oft haben sie keine finanziellen Mittel oder keinen Mut für die Investition in eine
Photovoltaikanlage. Hier gibt es die Möglichkeit, die Dachfläche an Solarinvestoren zu verpachten bzw. zu
vermieten. Der Eigentümer hat Erträge durch die Pacht-
bzw. Mietzahlung und je nach Pachtvertrag geht die Anlage nach dem Auslaufen des Vertrages in das Eigentum des
Dacheigentümers über. Außerdem ist das Dach der Witterung weniger ausgesetzt.
Wenn sich der Hauseigentümer für eine Verpachtung bzw. Vermietung entscheidet, dann
sollte er folgendes bedenken.
Bei der langfristigen Dachverpachtung besteht oft eine Klausel,
dass der Vertrag z. B. nach zwanzig Jahren um weitere Jahre verlängert werden kann.
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Für die Laufzeit der Dachverpachtung werden im Vertrag Umbaumaßnahmen,
die das Dach betreffen (Dachfenster, Gauben) ausgeschlossen.
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Die steuerrechtliche Handhabung (Einkünfte aus Vermietung und Verpachtung) muss geklärt werden.
Bei der Dachvermietung sichert sich der Eigentümer der
PV-Anlage in der Regel durch die Eintragung einer Dienstbarkeit in das
Grundbuch ab. Wenn eine Dienstbarkeit eingetragen ist, lässt sich aber das Haus schlechter verkaufen oder beleihen.
Auch kann die finanzierende Bank des Hauses, ihr Einverständnis verweigern, wenn das Haus durch eine Hypothek
belastet ist.
Bei der Dachverpachtung gibt es verschiedene Vergütungsmodelle.
jährlicher Pachtzahlung abhängig vom Ertrag an Solarstrom
jährlicher Pachtzahlung abhängig von der installierten Leistung in Kilowatt Peak (kWp)
jährliche Pauschalzahlung je nach Größe der Anlage und belegter Dachfläche
(Einmalzahlung).
Die Verpachtung bzw. Vermietung an Landwirte (Energiewirt)
und auf gewerblichen Gebäuden wird schon seit Jahren durchgeführt.
Ob der immer wieder genannte Imagegewinn durch die Nutzung erneuerbarer Energien wirklich ein Vorteil ist, wage ich zu bezweifeln.
Aber das ist eben eine Ansichtssache (im wahrsten Sinne des Wortes).
Dachfläche vermieten für Photovoltaikanlage
Dachfläche vermieten - InnPro
Dachverpachtung an Investoren - K&P Invest GmbH |
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Bauteile
einer PV-Anlage
Eine Photovoltaik-Anlage
besteht aus mehreren Solarmodulen, einer Gleichstrom-Hauptschaltung,
einem Wechselrichter (Netzeinspeisegerät
[NEG]) und Einspeisezähler. Der Stromerzeugungsprozess
wird durch das Einfallen des Sonnenlichts in Gang gesetzt.
Bei diesem Strom, der aus mehreren in Reihe geschalteteten Solarzellen
kommt, handelt es sich um Gleichstrom, der in der Hauptschaltung
zusammengefasst bzw. aufsummiert wird. Danach wird aus
dem hochspannigen Gleichstrom in einem Wechselrichter
gebrauchsfähiger Wechselstrom (230 V 50 Hz) hergestellt.
Dieses Gerät regelt den Strom und die Spannung so, dass die PV-Anlage
besonders leistungsfähig arbeitet. Der erzeugte bzw. in das öffentliche
Stromnetz einspeiste Strom wird im Einspeisezähler
angezeigt. |
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Solarmodule |
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Ein Solarmodul
(Photovoltaikmodul [PV-Modul]) bzw. eine Solarzelle
wandelt das Licht der Sonne
in elektrische Energie um. Die Module können
in Serie (Reihe) oder parallel
geschaltet werden. Die Solarmodule werden in starrer
und inzwischen auch flexibler Ausführung
angeboten.
Solarmodularten
mit
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Die Anzahl
der Solarmodule wird durch den gewählte Typ
und wieviel Leistung die Anlage haben
soll. Die Größe der Fläche kann vorab
nach einer Faustformel berechnet werden. Dabei
ergeben ca. 10 m2 Fläche auf einem Schrägdach eine
Leistung von 1 Kilowatt Peak (6 - 9 m2 bei
monokristallinen Modulen; 7 - 10 m2 bei polykristallinen Modulen;
15 - 20 m2 bei Dünnschichtmodulen). Je nach Region
in Deutschland erzeugt 1 Kilowatt
Peak (kWp)*
Leistung zwischen 900 und 1.200 Kilowattstunden
(kWh) Strom.
Die Solarzellen bestehen immer aus mehreren
Schichten. Neben der stromproduzierenden Schicht
durch zwei unterschiedlich dotierten Halbleiterschichten
müssen die Solarmodule stabil und korrosionsbeständig
sein.
Die Halbleitermaterialien
sind
- monokristallines Silizium
- polykristallines Silizium (Si)
- amorphes Silizium (a-Si)
- Kadmium-Tellurid (CdTe)
- Kupfer-Indium-(Gallium-)Diselenid (CIS/CIGS)
Am häufigsten wird Silizium
eingesetzt. Die Silizium-Solarzellen bestehen aus (n- und p-dotiertem)
Silizium und bei CdTe- oder CIS/CIGS-Solarzellen
werden verschiedene Halbleiter in einer Zelle eingesetzt.
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Die verschiedenen Schichten
eines Photovoltaik-Solarmoduls

Aufbau Solarmodul
Quelle: RENEWABLE ENERGY CONCEPTS |
Frontglas (ESG)
Die erste Schicht bildet eine in der Regel 4mm starke ESG Glasscheibe
(Einscheiben Sicherheitsglas), die Beständig gegen Temperaturwechsel
sowie schlag-, stoß- und druckfest ist. Für Flächenlasten
in Schnee- und Windlastzone 3 sollten hier Werte von 5400 N/m2 eingehalten
werden.
Obere Einbettfolie (EVA)
Eine Kunststoffschicht aus EVA (Ethylenvinylacetat) bzw. eine Gießharzschicht
wird als obere Feuchtigkeitssperre eingezogen. Die Kunststofffolien
werden bei Temperaturen um 150°C mit den Solarzellen verschweißt
(laminiert) und bilden so einen wasserdichten Korrosionsschutz.
Solarzellen
Einzelne Solarzellen, über Lötbänder miteinander verschaltet,
wandeln Sonnenlicht in Strom um.
Untere Einbettfolie (EVA)
Eine Kunststoffschicht aus EVA (Ethylenvinylacetat) bzw. eine Gießharzschicht
wird als untere Feuchtigkeitssperre eingezogen. Die Kunststofffolien
werden bei Temperaturen um 150°C mit den Solarzellen verschweißt
(laminiert) und bilden so einen wasserdichten Korrosionsschutz.
Tedlar Verbundfolie
Den rückseitigen Abschluss bildet eine Kunststofffolie aus Polyvinylfluorid,
besser bekannt unter den Handelsnamen Tedlar und ICOSOLAR bekannt, oder
aber eine Glasplatte.
Rahmen
Um den verschiedenen Schichten weiteren Halt zu geben und die Einbausituation
zu erleichtern, wird das Modul in einem Aluminiumrahmen gefasst. Quelle:
RENEWABLE ENERGY CONCEPTS
Die typischen Nennleistungen
solcher Solarmodule liegen zwischen 10 Watt
Peak* (Wp)
und 100 Watt Peak*
(Wp).
Solaranlagen
- Solartechnik
Bald Solarzellen mit vierfachem Wirkungsgrad?
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Solarzelle
Die Solarzellen bestehen immer aus mehreren
Schichten. Die stromproduzierenden Schichten
haben zwei unterschiedlich dotierten Halbleiterschichten.
Die Halbleitermaterialien
sind
- monokristallines Silizium
- polykristallines Silizium (Si)
- amorphes Silizium (a-Si)
- Kadmium-Tellurid (CdTe)
- Kupfer-Indium-(Gallium-)Diselenid (CIS/CIGS)
Am häufigsten wird Silizium
eingesetzt. Die Silizium-Solarzellen bestehen aus (n- und p-dotiertem)
Silizium und bei CdTe- oder CIS/CIGS-Solarzellen
werden verschiedene Halbleiter in einer Zelle eingesetzt.
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Ein
Solarmodul besteht aus mehreren einzelnen
verschalteten Solarzellen, um für die unterschiedlichen
Anwendungsbereiche geeignete Spannungen
bzw. Leistungen bereitzustellen. Dabei ergibt eine
Reihenschaltung (Serienschaltung)
der Zellen eine höhere Spannung
(Volt) und eine Parallelschaltung einen höheren
Strom (Ampere).
So erzeugt z. B. eine ca. 15 cm x 15
cm große kristalline Solarzelle eine elektrische
Spannung von ca. 0,5 V und eine elektrische
Stromstärke von ca. 5 A. Die Leistung
dieser Solarzelle ergibt das Produkt aus Spannung
und Stromstärke, also 0,5 V x 5 A = 2,5 W.
Werden bei einer Reihenschaltung
z. B. 5 dieser Solarzellen in Reihe geschaltet, so addieren sich
die Spannungen der einzelnen Solarzellen 2,5 V
(5x 0,5 V). Die elektrische Stromstärke bleibt 5 A. Also haben
diese Solarzellen eine Leistung von 12,5 W (2,5
V x 5 A).
Werden bei einer Parallelschaltung
5 dieser Solarzellen parallel geschaltet, so addieren sich die elektrischen
Ströme zu einer Gesamtstromstärke
von 25 A (5x 5 A). Die elektrische Spannung bleibt 0,5 V. Also haben
diese Solarzellen eine Leistung von 12,5 W (0,5
V x 25 A).
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Es ist also egal, ob es
eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung
ist, beide Schaltmöglichkeiten führen bei gleichartigen Solarzellen
zu der gleichen elektrischen Leistung. Bei der Herstellung
von Solarmodulen ist es üblich zwischen 36 und 144
Solarzellen in Reihe zu schalten, um die Gesamtspannung
des Solarmoduls zu erhöhen. Ein solches Solarmodul
erzeugt eine Gesamtspannung von 20 bis 80 V. Die Leistung
eines solchen Solarmoduls beträgt zwischen 100 W und 300 W.
Verschiedene
Solarzellenarten - Achmed A. W. Khammas
Solarzellen
Aufbau und Herstellung - Michael Römer technische- und Sachillustration
Photovoltaik - Indach-Montage - ub.de Fachwissen GmbH
Die Solarzellenarten
sind
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Monokristalline
Zelle
Monokristalline Solarzellen
werden aus geschmolzenem Silicium hergestellt. Das geschmolzene
Silicium wird gereinigt und zu einem Stab gezogen, der
ein einheitliches Kristallgitter (Einkristall, Monokristall)
bildet. Diese Ingots werden anschließend in nur
wenige Mikrometer dicke Scheiben (Wafer)
gesägt und mit Bor dotiert. Danach wird die Waferoberfläche
durch eine chemische Behandlung gereinigt und die andere
Hälfte der Wafer mit Phosphor dotiert.
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Monokristalline
Solarmodule
Quelle: Wagner Solar GmbH
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Mit
den p- und n-dotierten Wafern
wird eine Solarzelle
aufgebaut, die wegen der geringen Verunreinigungen einen hohen
Wirkungsgrad aufweist. Die Ingots werden in Durchmessern
von 150, 200 und 300 mm hergestellt. Ein Erkennungsmerkmal
ist die gleichmäßige einheitlich dunkel Kristallstruktur
(dunkelblaue bis schwärzliche Färbung). Außerdem
sind sie nicht ganz quadratisch, weil sie aus runden Ingots gesägt
werden und dadurch abgerundete Ecken haben.
Aufgrund des hohen Wirkungsgrades
werden die monokristallinen Solarzellen dort eingesetzt, wo auf
einer geringen Fläche ein möglichst hoher
Ertrag erzielt werden soll und die einheitliche
Optik gewünscht wird.
Nachteilig sind die
aufwendige Herstellung und der daraus folgende
hohe Preis, die schlechtere energetische
Amortisation gegenüber polykristallinen
Zellen aufgrund der energieintensiven Fertigung
der Module und der geringere Wirkungsgrad
bei diffusem Licht gegenüber Dünnschichtzellen.
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Polykristalline
Zelle
Polykristalline Solarzellen bestehen aus gereinigtem
mit Bor dotierten Silizium,
das mit einer Induktionsheizung geschmolzen
und weiterverarbeitet wird. Hierbei unterscheidet man
zwischen dem Blockguss-Verfahren und Bridgeman-Verfahren. |

Polykristalline Solarmodule
Quelle: SOLVIS GmbH & Co
KG
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Bei dem Gießverfahren
wird das geschmolzene Silizium in Tiegel
gegossen. Danach muss das Silizium von unten nach oben abkühlen
und erstarren, um dann die Ingots zu erzeugen.
Dabei wachsen die Siliziumkristalle nach oben.
Bei dem Bridgeman-Verfahren findet die gezielte
Abkühlung in dem gleichen Tiegel
statt, um größere Kantenlängen
der Blöcke für polykristallinen
Solarmodule
zu ermöglichen. Die Siliziumblöcke werden
erst in Ingots gesägt und dann in waagerechte Scheiben
(Wafer) gesägt. Die Wafer
werden gereinigt und anschließend zu polykristallinen
Modulen weiterverarbeitet.
Die Solarmodule sind polykristallin,
weil während des Gieß- oder Bridgeman-Verfahrens mehrere
Kristalle (hellen, bläulich glitzernden Oberfläche)
entstehen. Die Fertigungsverfahren ergeben deutlich preisgünstigere
Zellen gegenüber den monokristallinen Zellen.
Hier liegt wohl auch der Grund, dass der Marktanteil
von polykristallinen Solarmodulen bei weit über 80
% der in Deutschland ist.
Polykristalline Module
haben einen geringeren Wirkungsgrad gegenüber monokristalline
Module und sind schwerer gegenüber Dünnschichtmodule. |
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Dünnschichtzelle
Dünnschichtmodule bestehen
aus einem Trägermaterial (z. B. Metall, Glas flexible
Werkstoffe [Kunststoff]), das mit einem photoaktiven Halbleiterwerkstoff
(amorphes Silizium, Cadmiumtellurid, CdTe, Galliumarsenid, GaAs, Kupfer-Indium-Selenid,
CuInSe2) beschichtet (bedampft) wird.
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Dünnbettmodul
Quelle: First Solar
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Die
Schichtdicken betragen weniger als 1 µm,
wodurch die Materialkosten verringert werden. Es gibt auch Dünnschichtmodule
mit mikrokristallinem Silizium oder organische
Solarzellen, bei denen die Absorberschicht
aus einem Polymer besteht.
Bei den Dünnsichtmodulen entfällt
die Waferherstellung, was die Herstellung einfacher
und weniger aufwendig macht gegenüber mono-
oder polykristallinen Module, haben aber einen
erheblich niedrigeren Wirkungsgrad (5 - 10 %).
Die Vorteile trotz des niedrigeren Wirkungsgrades sind
• Geringer Rohstoffverbrauch
• Preiswerte Fertigung
• Geringe Anschaffungskosten
• Geringes Gewicht
• Auch bei diffusem Licht eine hohe Ausbeute
• Keine Wirkungsgradverluste durch Wärme
• Unempfindlich gegen Verschattungen
• Flexible Formgestaltung
Dünnschichtmodule können gerollt und
gefaltet werden, so kann man sie z. B. als Solar-Dachbahnen
herstellen. Aufgrund der dünnen Bauweise sind
sie aber empfindlich und degradieren
schneller. |
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Watt Peak (Kilowatt Peak - kWp)
Die Maßeinheit "Watt Peak" (Wp)
bzw. ("Kilowatt Peak" - kWp) wird speziell in der Photovoltaik zur Kennzeichnung
der genormten elektrischen Leistung (Nennleistung)
einer Solarzelle oder eines Solarmoduls
eingesetzt. Sie gibt maximal mögliche Leistung
bei Standardbedingungen an und wird deshalb als Peak-Leistung
(Spitzen-Leistung) benannt. Diese wird in
Watt bzw. Kilowatt gemessen und als Wp (Watt, Peak)
bzw. kWp (Kilowatt, Peak) angegeben. Zum Vergleich verschiedener Solarzellen
oder Solarmodule ist eine Normierung notwendig.
Die Standardbedingungen (Test- bzw. Laborbedingungen)
für die Normierung sind eine optimale
Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m2
bei einer Modultemperatur von 25 °C
und einem Air Mass
(AM)* 1,5
(Luftmasse bzw. Sonnenlichtspektrum). Die tatsächliche
abgegebene Leistung ist aber ca. 15 bis 20
% niedriger, weil sie in der Praxis eine wesentlich
höhere Betriebstemperatur haben und der Einfallswinkel
der Zellen meistens nicht genau senkrecht
zum einfallenden Licht ausgerichtet ist.
kWp - Kilowatt Peak
*
Air Mass (Luftmasse
bzw. Sonnenlichtspektrum)
Die Länge des Weges, den das Sonnenlicht
durch die Erdatmosphäre bis zum Erdboden zurücklegt wird mit
dem relativen Maß Luftmasse (Air Mass
[AM]) bezeichnet. Der Einfallswinkel des Sonnenlichts
ändert sich durch die Drehung der Erde um die Sonne und damit ändert
sich auch die Länge des Weges durch die Atmosphäre. Dadurch
ergibt sich die Minderung der Sonnenstrahlung durch Streuung, Reflexion,
Absorption und die Veränderung seiner spektralen Zusammensetzung. |
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Die verschiedenen Spektren
sind
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AM 0
> Spektrum außerhalb der Erdatmosphäre im Weltraum
-
AM 1
> Spektrum der senkrecht auf die Erdoberfläche einfallenden
Sonnenstrahlung, wenn die Sonne am Äquator im Zenit steht
und die Strahlung den kürzesten Weg durch die Atmosphäre
zurücklegt
-
AM 1.5
> Spektrum mit einer Strahlungsstärke von 1.000 W/m2
und einem Zenitwinkel von 48,2°
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Das
Referenzspektrum für die Vermessung
von Solarmodulen in Photovoltaikanlagen
in Mitteleuropa ist AM 1.5.
Air Mass |
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Solargenerator
Ein Solargenerator (Gleichstrom-Hauptschaltung)
bei Photovoltaikanlagen besteht aus vielen Solarmodulen,
die im Verbund parallel oder in Reihe
miteinander verschaltet sind. Der Solargenerator ist mit dem Netzeinspeisegerät
im Keller verbunden. Der sogenannte Strang eines Solargenerators
wird aus einem Verbund von reihengeschalteten Solarmodulen gebildet. Die
Summe der Spannung von Einzelmodulen ergibt die Gesamtspannung,
die Gesamtstromstärke eines Moduls ist von dem Modul
abhängig, welches die geringste Strommenge erzeugt.
Die Stromstärken bei den Solarmodulen
sollten identisch sein. Bei der Parallelschaltung von
mehreren Modulsträngen ergibt sich die Gesamtstromstärke eines
Solargenerators aus der Summe der ursprünglichen Stromstärken
eines jeden Stranges.
Solarmodule bestehend aus
36 Solarzellen (Betriebsspannung: ca. 15 V - 20 V, Leistung:
50 Watt Peak [Wp] bis 225 Watt
Peak [Wp]), die zu einem Solargenerator zusammengefasst
werden, ist die Regel.
Werden höhere Ströme
benötigt oder um auch (teil)verschattete Bereiche
zu nutzen, aber ihren Einfluss auf die Gesamtanlage zu minimieren, werden
Solarmodule als eigenständiger parallel geschalteter Modulstrang
(String) mit einem eigenen Wechselrichter ausgeführt.
Wichtig ist, dass nur Solarzellen gleicher
Technologie, des gleichen Herstellers und des
gleichen Typs parallel geschaltet werden,
da z. B. die Verdrahtung unterschiedlich
ist. |
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Wechselrichter |
Ein Wechselrichter
(Inverter) ist notwendig, um den von den in den Photovoltaikmodulen
erzeugten Gleichstrom in den für das öffentliche
Stromnetz notwendigen Wechselstrom umzuwandelt.
Dabei wird die Spannung und Frequenz
(230 V - 50 Hz) des eingesepeisten Stroms an das jeweilige Netz
angepasst.
Außerdem ist der Solar-Wechselrichter als intelligenter
System-Manager auch für die Ertragsüberwachung
und das Netzmanagement verantwortlich. |
Einbindung eines Wechselrichters
Quelle: SMA Solar Technology
AG |
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Die Leistungsstärke
des Wechselrichter (Inverter) hängt von der Anzahl
der Photovoltaikmodule und der Leistung
der Photovoltaikanlage ab. Bei einer optimalen Auslastung
des Wechselrichters reduziert sich der Kostenanteil vom Wechselrichter
an den Kosten für Photovoltaik.
Je nach Leistungsbereich stehen Modulwechselrichter
(Micro-Inverter), Strangwechselrichter (String
Inverter) und Zentralwechselrichter zur Verfügung.
Die Wechselrichter sollten nach der IEC 77
genormt sein und einen Spannungsrückgangsschutz
haben, um zu verhindern, dass die Photovoltaikanlage ausfällt.
Positioniert man den Wechselrichter möglichst
nah an den Photovoltaik-Modulen vermindert man Leistungsverluste
durch lange Kabelstrecken. In den meisten Fällen
wird der Inverter an einer Kellerwand installiert; bei einer Photovoltaikanlage
auf einem Flachdach wird dieser manchmal sogar auf dem Boden aufgestellt.
In jedem Fall sollte der Wechselrichter leicht erreichbar
sein und nicht in einem Wohnraum montiert
werden, da der Inverter beim Betrieb relativ laut sein
kann.
Ein kühler und trockener
Standort mit guter Lüftung und wenig
Staub schützt den Wechselrichter vor Leistungsabfall und
sichert den effizienten Betrieb der Photovoltaikanlage. |
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PV-Wechselrichter
unterscheiden sich hauptsächliche in der Menge an zugeordneten
PV-Modulen. Modul- und Strangwechselrichter
findet man in klassischen Hausdachanlagen sowie
kleinen und mittelgroßen gewerblichen Anwendungen. Dagegen
werden Zentral-Wechselrichter in großen
gewerblichen Anlagen und Solarkraftwerken
eingesetzt. Modul-Wechselrichter sind die kleinste
Wechselrichter-Einheit. Sie wandeln den Gleichstrom aus
jedem einzelnen Modul in Wechselstrom um. Sie können durch
ihre Modularität also optimal an spezielle lokale Bedingungen
angepasst werden.
Modul-Wechselrichter
haben immer dann einen Ertragsvorteil, wenn individuelle,
lokale Begebenheiten wie z. B. Verschattungen,
unterschiedliche Modulausrichtungen und/oder
Modulverschmutzungen vorhanden sind.
Bei dem Sunny Boy 240
sind Bauteile zusammengefasst, dadurch hat das Gerät ca.
50 Prozent weniger Bauteile als Wettbewerbsprodukte.
- Außergewöhnliche Fehlersicherheit und Robustheit
durch die gerade einmal 176 hochwertigen Bauteile
- Auslagerung zentraler Funktionen ins Sunny Multigate,
wie z. B. eines Filters für die Powerline Kommunikation oder
des Netztrennrelais (ENS), integrierte Webconnect, Funktionalität
zu Sunny Portal über Ethernet, Echtzeit-Monitoring auf Modulebene,
Fernüberwachung via Smartphone oder Tablet, komfortable,
kostenlose Anlagenüberwachung via Sunny Portal
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MPPT-Funktion
Die MPPT-Funktion (Maximum Power Point Tracking >
Maximal-Leistungspunkt-Suche) eines Reglers ermöglicht
einen maximalen Ertrag einer Photovoltaikanlage.
Das System wird für alle Systeme eingesetzt, deren Leistungs-Ausgang
nicht konstant bleibt. Ein MPPT-System funktioniert folgendermaßen:
1. Speichern der aktuellen Leistung.
2. Ändern der Steuergröße.
3. Einen Moment warten.
4. Vergleich der aktuellen Leistung mit der vorhergehenden Leistung. Wenn
sie größer ist, Speicherung der Leistung.
5. Korrektur oder Änderung der Steuergröße.
6. Wiederholung von Punkt 3 an.
Das MPPT-Verfahren erlaubt Energie zu sparen
und Zeit zu gewinnen. Energie zu sparen,
weil die Verluste verringert werden. Und Zeit, weil die Aufladung schneller
abläuft. Quelle: Diplomarbeit
2010 - Lucien Roten - Stromversorgung für einen drathlosen Sensor
Der Maximal-Leistungspunkt (Maximum Power Point) ändert
sich somit ständig, da er von der Sonneneinstrahlung
(und Beschattung), der Temperatur und den Moduleigenschaften
abhängig ist. Ein MPP-Tracker im Wechselrichter
sorgt ständig dafür, dass die Leistung der zu Strings zusammengefassten
Module, immer optimal auf den jeweiligen Strahlungs- und Temperaturzustand
abgestimmt ist. Es gibt auch Wechselrichter für
Photovoltaikanlagen, die teilweise verschattet sind,
bei denen die MPP-Tracker auf Verschattungssituationen
hin optimiert sind.
Funktion
der MPP Regelung eines Photovoltaikwechselrichters -
Matthias Diehl |
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Stromspeicher
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Zunehmend werden Stromspeicher
in eine Photovoltaikanlage integriert. Dadurch kann der
erzeugten Solarstrom in größeren Mengen selbst
verbraucht werden. Die eingesetzte Speichertechnologie
kann durch die Materialien Blei oder Lithium erfolgen. Die Stromspeicher
laden grundsätzlich nur Gleichstrom und kann zwischen
den Modulen und Wechselrichter im Gleichstromkreis
angeschlossen werden. Bei einer Nachrüstung wird
der Speicher auch hinter dem Wechselrichter
im Wechselstromkreis eingesetzt. Dann hat der Speicher
einen eigenen Batteriewechselrichter, der den Strom zum
Laden noch einmal umwandelt. |
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Wenn die Energiewende
gelingen soll, dann werden kostengünstige, leistungsfähige Stromspeicher
benötigt, die den aus erneuerbaren Energiequellen gewonnenen
Strom dezentral speichern können und bei Bedarf
wieder abgeben. Eine Möglichkeit, neben den zentralen Speichern
(z. B. Pumpspeicherwerk),
sind neuentwickelte Sonnenbatterien (Akkus).
Mit diesen können der selbst erzeugte Strom aus
Photovoltaik- oder Kleinwindkraftanlagen, BHKW's, Mini-Wasserkraft- oder
Biogasanlagen gespeichert werden. |

Sonnenbatterie
Quelle: PROSOL Invest Deutschland
GmbH
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Die Anlage kann
in jedes Hausnetz mit 3-Phasen
und 230 V Wechselspannung integrieren werden.
Sie basiert auf neuester Lithium-Technologie,
die auch bei modernen Elektroautos zum Einsatz kommt. Alle Batteriezellen
werden einzeln überwacht und gesteuert. Die Speicherkapazität
der Sonnenbatterie reicht von 8 bis 17 kWh. Die zusätzliche
Anreicherung mit Yttrium verlängert die Lebenszeit der Batteriezellen.
Die Firma Tesla will unter dem Namen "Powerwall"
zwei Akku-Modelle mit Kapazitäten von sieben
Kilowattstunden pro Tages- oder zehn Kilowattstunden pro Wochenzyklus
anbieten. Die 18 Zentimeter dicken Stromspeicher
können an der Hauswand installiert werden.
Diese Batteriespeicher
sind besonders für private Haushalte und mittelständische
Unternehmen geeignet.
Mit den Akkus können nicht
nur selbst erzeugter Solarstrom gespeichert, sondern es kann bei
Tag- und Nachtstromtarifen oder
auch bei variableren Preismodellen Strom zum Aufladen
gekauft werden, wenn er besonders günstig ist. Solche Tarife
sollen im Rahmen des Smart-Grids
eingeführt werden.
Die
Sonnenbatterie - Sonnenbatterie GmbH
Tesla
hängt den Autoakku an die Hauswand |
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Mini-PV-Anlagen werden auch "Stecker-Solar-Gerät", "Balkon-Solarmodul" "Plug-and-Play"-Photovoltaikanlage oder
"Guerilla-PV-Anlage" genannt. Sie speisen den Strom direkt ins Stromnetz des Hauses bzw. der Wohnung ein, wo er dann von den angeschlossenen und eingeschalteten Elektrogeräten verbraucht wird. Wichtig ist, dass der vorhandene Stromzähler (Bezugszähler) nicht rückwärts laufen darf, falls der Eigenverbrauch zu gering ist.
Obwohl die Hersteller damit werben, dass jeder seinen eigenen Strom erzeugen kann, warnt der Verband der
Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) vor den Risiken. Hier hat aber das europäische Parlament
unlängst den "Entschließungsantrag zur Strom- und Wärmeerzeugung in kleinem und kleinstem Maßstab" herausgegeben, der sich mit der
dezentralen Energiewende beschäftigt. Dieses Dokument umfasst, neben den Mini-Heizkraftwerken, auch Kleinstanlagen im Bereich
der Photovoltaik. Die EU fördert dadurch das Potential der Kleinstanlagen und hat somit ihr Potential erkannt.
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selfPV Komplettpaket 270Wp - EVT

Anwendungsbeispiel

selfPV Komplettpaket Zeversolar 2160Wp
Quelle: Bosswerk GmbH & Co. KG
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Die Mini-PV-Anlage muss bei dem Stromlieferanten angezeigt werden. Hierbei handelt es sich um keine
Anmeldung nach dem EEG, sondern um eine Mitteilungsanzeige über den Modulbetrieb. Mieter und
Wohnungseigentümer brauchen eine Erlaubnis des Vermieters bzw. der Wohnungseigentümergemeinschaft,
um das Gerät dauerhaft anzubringen. Die Zustimmung kann mit der Begründung verweigert werden, dass die Anlage das äußere
Erscheinungsbild der Hausfassade beeinträchtigt oder/und die Beschädigung der Hauswand durch Dübel bei der
Anlagenbefestigung kann ein Grund für eine Ablehnung sein.
Das Anschließen einer Anlage ist problemlos möglich. Wer aber mehrere Mini-PV-Anlagen an das Stromnetz anschließen möchte,
eventuell über eine Mehrfachsteckdose, der sollte immer einem Elektronikfachbetrieb ins Boot holen.
Die Solarmodule haben eine Leistung von 200 bis 600
Watt und können an der Balkonbrüstung, auf der Terrasse, an der Hauswand, auf dem Garagen- und Hausdach montiert werden. Microwechselrichter
wandeln den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Im einfachsten Fall wird dieser per Steckverbinder
(Wielandstecker/-buchse) in eine geeignete Steckdose (Wieland Einspeisesteckdose) eingespeist. Mini-PV-Anlagen werden in der Regel als Komplettpakete
(Plug & Play Systeme) angeboten und sind zur Zeit eine Technologie, mit der neben dem Eigenheimbesitzer auch Mieter selbst erneuerbare Energie für den
Eigenverbrauch erzeugen können.
Die Anlagen produzieren, richtig ausgelegt (Anzahl der Solarmodule und Wechselrichter), genug Strom, um einen wesentlichen Teil der
Grundlast eines Haushalts zu decken. Also den Strombedarf, der durch Stand-By-Funktionen und
dauernd laufende Geräte (z. B. Kühlschrank, Gefrierschrank, Heizungspumpe, aber auch Wärmepumpe bzw. Klimagerät) vorhanden ist. Außerdem
gibt es die Möglichkeit, zu viel erzeugten Strom in einem Akku zu speichern.
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Funktionsweise:
Die Miniaturanlage ist mit Solarzellen ausgestattet, die Licht in Gleichstrom verwandeln können.
Es handelt sich um die gleichen Zellen, die auch in großen Anlagen zum Einsatz kommen.
Diese werden bei den Kleinanlagen ebenfalls miteinander verbunden, um eine möglichst große Menge an Energie zu erzeugen.
Es handelt sich an dieser Stelle jedoch noch um Gleichstrom.
Der mitgelieferte Wechselrichter, welcher sich ebenfalls nur in der Größe von den gewöhnlichen PV-Anlagen unterscheidet,
wandelt diese Energie in Wechselstrom um.
Dabei wird die Frequenz, Spannung und Phase an die Netzspannung angepasst.
Über eine gewöhnliche Kabelsteckverbindung wird der Strom in die Steckdose und somit ins Hausnetz eingespeist.
Die Energie wird praktisch umgehend verbraucht. Komponenten, wie eine Kühltruhe oder der Kühlschrank, die ununterbrochen in
Betrieb sind und Strom verbrauchen, können praktisch damit betrieben werden.
Wird nun mehr Strom erzeugt, als verbraucht wird, so können Anlagen mit einem mitgelieferten Akku die Energie speichern und beispielsweise
in der Nacht oder an dunklen Tagen abgeben. Es wird daher kein erzeugter Strom verschwendet.
Die grundsätzliche Idee hinter der Technik bestand lediglich darin, die großen PV-Anlagen für den Hausgebrauch nutzbar zu machen.
Daher wurden Module und Wechselrichter einfach verkleinert. Sobald die Sonne scheint, fließt nun auch der Strom. Insbesondere Unterhaltungselektronik im Stand-by Modus und die
angesprochenen Dauerrenner (Kühlschrank, Gefriertruhe, PC, Router, Heizung, Telefon etc.) werden in ihrem Stromverbrauch entlastet.
Der Anschluss erfolgt über die herkömmliche Schutzkontakt-Steckdose (Schuko-Steckdose). Sollte der Wechselrichter nicht mit einem
230-Volt-Netz verbunden sein, so sollte er sich automatisch abschalten. Durch die eingespeiste Energie läuft der Zähler nicht rückwärts. Die meisten haben sogar
einen Rücklaufschutz. Dafür laufen die Zähler, durch den geringeren Verbrauch aus dem staatlichen Netz, langsamer!
Quelle: Web Marketing Weimar
Andreas Lange
In diesem Zusammenhang sollte man auch einmal die rechtliche Lage betrachten.
Die rechtlichen Bedenken zum Einbau eine Mini-PV-Anlage haben sich inzwischen erledigt.
Aber es gibt zu diesem Thema immer noch die unterschiedlichsten Aussagen, die von den ca. 700 Netzbetreibern in Deutschland getätigt werden.
Viele Betreiber sprechen in diesem Fall von einem kostenlosen Zähleraustausch. Dieses Argument ist verständlich, denn der Stromzähler
darf in keinem Fall rückwärts laufen. Da die ständig laufenden Elektrogeräte den erzeugten Strom sofort verbrauchen,
ist das eine vorgesehene Maßnahme, um eine Einspeisung in das öffentliche Netz zu verhindern.
Im Februar 2017 trat die DIN VDE 0100-551 "Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Andere Betriebsmittel – Abschnitt 551:
Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen" in Kraft. Dort sind die Anforderungen für die Einrichtung von Kleinstanlagen zur Stromerzeugung geregelt.
Daraus ergibt sich, dass Solarmodule (Komplettpakete) für die Steckdose legal sind. Dies gilt Natürlich müssen sich die
Hersteller und die Betreiber an die gesetzlichen Vorgaben halten. Beim Netzbetreiber muss die Anlage
angemeldet werden.
Nach der DIN VDE V 0100-551-1 - 2018-05 "Errichten von Niederspannungsanlagen" können die
Netzbetreiber durch das unkomplizierte Verfahren zur Anmeldung einer Mini-PV-Anlage Anmeldeformulare entwerfen.
Um die Rechtssicherheit zu festigen, wird an zwei weiteren Normen gearbeiet. Hier handelt es sich um die
DIN VDE V 0628-1 - 2018-02 "Energiesteckvorrichtungen" und eine Produktnorm, die die Anforderungen
der Plug & Play Systeme regelt. Mit der Fertigstellung wohl nicht vor 2019 zu rechnen sein.
Verbraucher können Steckdosen-Solargeräte zur privaten
Stromerzeugung bis zu einer Gesamtleistung von 600 Watt jetzt selbst beim Netzbetreiber anmelden, statt wie bisher
über einen Elektroinstallateur. Rechtssicher möglich macht dies eine Neuregelung der Norm VDE-AR-N 4105, die am 27. April
2019 in Kraft tritt. Verabschiedet wurde sie in einem Normierungsverfahren vom Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN), das in Deutschland die Regeln für den
Netzanschluss von Erzeugungsanlagen erarbeitet.
Stichpunkte
• Stromzähler muss Rücklaufsperre haben
• Netzbetreiber müssen Anmeldung durch Laien akzeptieren
• In Deutschland sind rund 40.000 Balkonmodule im Einsatz
Wenn der Netzbetreiber sich querstellt, dann sollten die DIN-Vorschriften angesprochen werden und
Kontakt mit dem VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.) oder der Deutschen Gesellschaft für
Sonnenenergie aufgenommen werden.
PV-Balkonmodule bis 600 Wp Leistung können jetzt direkt beim Netzbetreiber gemeldet werden

Quelle: Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie
Landesverband Berlin Brandenburg e.V.
Fragen und Antworten zu steckbaren
Solar-Geräten - Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie Landesverband Berlin Brandenburg e.V.
DGS veröffentlicht FAQs zu Stecker-Solar-Geräten
- pv magazine group GmbH & Co. KG
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Solarstrom
direkt nutzen für Jedermann - Bosswerk GmbH & Co. KG
Solaranlagen für die Steckdose - Web Marketing Weimar / Andreas Lange
"Stecker-Solar": Solarstrom vom Balkon direkt in die Steckdose - Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen e.V.
BMWi zu "Plug-and-Play"-Photovoltaikanlagen |
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Grid-Systeme / Netz-Systeme |
Der Begriff "Grid" (Netz) gibt an, ob eine Photovoltaik-Anlage den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeist (On-Grid-System) oder nur für den Eigenverbrauch genutzt (Off-Grid-System) wird.
Eine Photovoltaikanlage, die Strom in ein öffentliches Stromnetz eingespeist, wird als On-Grid-System bezeichnet. Nebem einem Solargenerator (zusammengeschaltete Module) ist ein Wechselrichter notwendig, weil in öffentlichen Stromnetzen Wechselstrom vorhanden ist.
Es gibt On-Grid Systeme, die einen Verbraucher parallel zum öffentlichen Netz zu versorgen.
Die dezentrale Solarenergie in der Nähe des Verbrauchers produziert, wodurch große Transportverluste ausgeschlossen
werden können.
Andere On-Grid-Systeme versorgen den Verbraucher alternativ zum öffentlichen Netz.
Der Verbraucher ist auch an das öffentliche Netz angeschlossen, produziert aber den Solarstrom dezentral (verbrauchsnah). Die Stromüberschüsse werden vorrangig in einem Energiespeicher gespeichert.
Dadurch wird eine höhere Versorgungssicherheit bei schwächeren Versorgungsnetzen erreicht
(Backup-System).

Mini-Grid-System / Off-Grid-System
Quelle: SOLARA GmbH
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Das Off-Grid-System wird für die Solare Inselstromversorgung eingesetzt. Diese PV-Anlagen sind nicht an ein öffentliches Stromnetz angeschlossen und funktioniert nur mit Energiespeicher. Sie werden hauptsachlich in Ferienhäusern oder Bergühütten eingesetzt, die wegen der großen Entfernung nicht
an ein öffentliches Stromnetz angeschlossen sind.
Da die Stromverbraucher in unmittelbarer Nähe der Stromerzeugung in der Regel nur eine niedrige elektrische
Spannung von 12 oder 24 V Gleichstrom erfordern, reichen meist kleinere Module, in denen weniger Solarzellen in Reihe geschaltet
werden, für die Versorgung aus.
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Off-Grid-Systeme werden auch in Mini-PV-Anlagen (Balkon, Hauswand, Booten, Wohnmobilen) genutzt. Ein Wechselrichter, wie er für den Netzanschluss
von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen notwendig ist, ist nur dann erforderlich, wenn die Stromverbraucher auf Wechselstrom ausgelegt sind. Bei Bedarf können sie über einen Sinus-Wechselrichter auch Verbraucher mit 230 V Wechselstrom versorgen.
Die Vorteile des Off-Grid-Systeme
• Entlegene Gebäude und Geräte können mit Energie zur Beleuchtung, zur Messung
und zur Kommunikation, aber auch zum Kochen, zur Heizung oder Kühlung versorgt werden.
• Es muss kein Netz vorhanden sein bzw. keine Leitung verlegt werden.
• Es bestehen keine Zuleitungen, die anfällig wären für Schäden aufgrund von
Wartungsarmut, Sabotage oder Energiediebstahl.
• Off-Grid-Systeme sind aufgrund ihrer Kompaktheit mehr oder minder rasch auf-
und abbaubar; sie erhöhen die Mobilität von Versorgungseinheiten.
Planung & Design für kleine und mittlere PV-Anlagen
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Smart
Grid - intelligentes Stromnetz |
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Quelle: Siemens
AG |
Die Belastung
des deutschen Stromnetzes werden mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien erheblich zunehmen. Die Deutsche
Energie-Agentur weist darauf hin, dass bis 2020 ca. 3.600 Kilometer Stromtrassen zusätzlich gebaut
werden müssen, um den Strom aus den Winkraftanlagen von den Nord- und Ostseeküsten bzw. aus der Nordsee ("Offshore")
in die Verbrauchszentren zu transportieren. Schon heute
wird es schwierig, diese Trassen bei der Bevölkerung durchzusetzten. > mehr |
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Bezugszähler |

Zählerschrank mit Bezugszähler
und Einspeisezähler
Quelle: Solarhaus-kleinmachnow - Familie Affeldt
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Die vom Netzbetreiber
abgekaufte elektrische Energie (kWh) wird vom
Bezugszähler gemessen.
Der alte Haushaltszähler
(Ferraris-Zähler) wird zunehmend durch einen elektronische
Stromzähler ersetzt. Dieser arbeitet rein elektronisch,
also ohne Verwendung elektromechanischer
Komponenten wie einer Ferraris-Scheibe und einem mechanischen
Zählwerk.
Einige Modelle bieten die Möglichkeit
einer automatischen Fernablesung. Die Verbrauchssignale
werden z. B. über das Stromnetz selbst, über Telefonleitungen,
per Internet oder via Mobilfunk übertragen. Sie werden auch
als "intelligente Stromzähler" (Smart
Meters) bezeichnet.

Elektronischer Haushaltszähler_eHZ-K
Quelle: EMH metering GmbH
& Co. KG
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Elektronischer Haushaltszähler eHZ- k - Gehäuse-, Anzeige- und Bedienelemente
Quelle: EMH metering GmbH & Co. KG
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Einspeisezähler
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Einspeisezähler
Quelle: Solarhaus-kleinmachnow
- Familie Affeldt
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Die durch den Netzbetreiber
eingekaufte bzw. die in das öffentliche Stromnetz eingespeiste
Energie (kWh) wird durch einen Einspeisezähler
gemessen.
Ein geeichten Einspeisezähler
(Stromzähler) muss in jedes Haus, das eine an ein öffentliches
Stromnetz gekoppelte Photovoltaik-Anlage hat, eingebaut
werden. Dieser erfasst den von der Anlage erzeugten Strom,
der vom Betreiber der Anlage an den Energieversorger abgegeben
wird. Neben der Erfassung des eingespeisten Stroms (bei größeren
Anlagen auch der eingespeisten Leistung durch eine Lastgangzählung)
als Basis für die Abrechnung zwischen Netzbetreiber
und Anlagenbetreiber, dient der Einspeisezähler auch der
Überwachung der Funktions-
und Leistungsfähigkeit der Photovoltaik-Anlage.
Die Daten sind die Grundlage für die Einspeisevergütung,
die der Betreiber vom Energieversorgungsunternehmen erhält.
Der Einspeisezähler ist in der Regel vom örtlichen Netzbetreiber
gegen eine jährliche Gebühr (ca. 25 bis 30 Euro) erhältlich.
Bei heutigen Anlagen wird meist der
vorhandene Bezugszähler durch einen Zweirichtungszähler
ersetzt, der sowohl Bezug- als auch Netzeinspeisung misst. |
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Zweirichtungszähler
- ED300S
Generation F
Quelle: EMH metering GmbH & Co. KG
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Ein Zweirichtungszähler
erfasst die aus dem Netz bezogene und in
das Netz eingespeiste Energiemengen getrennt
und ersetzt den Bezugszähler und den Einspeisezähler.
Dies ist z. B. nötig, wenn von einer eigenen Photovoltaikanlage
des Betreibers Einspeisungen erfolgen und die
Einspeisevergütung anders ist (für
neue Anlagen in der Regel geringer) als der Preis für bezogenen
Strom.
Der elektronische Haushaltszähler
ED300S bildet die qualitativ hochwertige Basis für ein Grundgerät,
welches je nach Messanforderung optimal erweiterbar ist, wie z.
B. um Zweirichtungs- oder Zweitarifmessung
oder eine MSB-Schnittstelle zur Anbindung an einen Multi-Utility-Communication
Controller oder ein zukünftiges Gateway.
Stromzähler
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Ertragszähler |

4-Quadranten-/Kombizähler
Quelle: EMH metering GmbH
& Co. KG
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Die von einer Photovoltaikanlage
erzeugte Energie wird mit einem Ertragszähler
(Produktionszähler, Solarzähler)
gemessen und ist bei der Eigenverbrauchsvergütung
notwendig. Im Gegensatz zum Einspeisezähler misst der Ertragszähler
den gesamten von der Photovoltaikanlage produzierten Strom und
nicht nur den Anteil misst, der in das öffentliche Netz gespeist
wird. Dadurch kann der Anteil an selbst verbrauchtem Solarstrom
nachwiesen werden. Er hat normalerweise eine Rücklaufsperre,
um den (geringen) Eigenverbrauch des
Wechselrichters in Zeiten ohne Produktion nicht zu berücksichtigen.
Der Ertragszähler verbleibt immer im Eigentum
des Anlagenbetreibers.
Zunehmend werden die Einspeise-
und Bezugszähler durch einen Zweirichtungszähler
ersetzt. Ein Nachteil ist, dass dieser Zähler nur durch den
Netzbetreiber gestellt werden darf, da er die Hoheit über
den Zähler für den aus dem Netz bezogenen Strom besitzt.
Eigenverbrauchszähler
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Als Hybridkollektor
wird ein PVT-Kollektor (PV [Photovoltaik]
und T [thermischer Kollektor - Flüssigkeit
oder Luft]) oder ein Flüssigkeit/Luft-Kollektor
bezeichnet. Mit dem PVT-Kollektor kann nicht nur elektrische
Energie erzeugt, sondern auch Wärme produziert
werden. |
Durch die
Kombination der PV-Module und thermischen
Solarkkollektoren in einem Bauteil wird weniger Fläche
bei gleicher Energieausbeute benötigt. Dies verursacht
geringere Kosten bei der Produktion
und Montage. Außerdem wird eine Dachfläche
mit den PVT-Kollektoren optisch hinnehmbarer. |

Hybridkollektor - PVT-Kollektor
Quelle: EPTEC Energy-Power-Tec GmbH
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Die elektrische
Energie kann in das öffentliche
oder/und häusliche Netz eingespeist werden.
Die Wärme aus der Solarflüssigkeit
kann direkt in die Trinkwassererwärmung
oder über einen Pufferspeicher für die jeweilige Verwendung
(Trinkwassererwärmung, Heizung ) zwischengespeichert werden.
Durch die Kombination mit einer Wärmepumpe
kann die thermische und elektrische Produktion
erhöht werden, weil der PVT-Kollektor auf
einer niedrigen Temperatur (20 °C und niedriger)
gehalten wird. Dies reduziert außerdem
den Wärmeverlust des Kollektors (evtl. kann
auch auf eine Wärmedämmung verzichtet werden) und die
Solarzellen werden effizienter.
> mehr |
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Nachführung
- Solar Tracking Systeme |
Photovoltaikmodule
(PV) oder thermische Solarkollektoren
erzielen den besten Ertrag, wenn sie die optimale
Stellung zur Sonne haben. Ein Tracking System
(Nachführsystem) richtet die Solaranlage automatisch
zur Sonne aus, damit die Sonneneinstrahlung optimal
aufgefangen und die Effektivität der Anlage steigt.
Die Ertragssteigerung kann bis zu 40 %
gegenüber der starren Anordnung betragen. Bisher
werden diese Systeme bei einer thermischen Solaranlage
nicht bzw. selten eingesetzt, da sich
eine Nachführung nicht "lohnt". |

Vergleich starre Anordnung vs. Nachführsystem
Quelle: DEGERenergie GmbH& Co.
KG
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Ein überschüssiger
Ertrag einer thermischen Solaranlage
kann nicht über lange Zeit gespeichert
werden, weil der Speicher meistens nicht groß genug ist
bzw. die Wärme nicht verbraucht werden kann.
Im Gegensatz dazu kann der überschüssige Ertrag
einer Photovoltaikanlage direkt ins Stromnetz
eingespeist werden und mit der Einspeisevergütung
kann ein Gewinn erzielt werden.
Ein Nachführsystem
ist ein Metallgestell, welches mithilfe eines
Elektromotors und einer Steuerung
über ein oder zwei Achsen
schwenkbar ist.
Ein einachsiges Nachführsystem lässt
sich vertikal schwenken und richtet die Solarmodule
so in Richtung der Sonne aus.
Ein zweiachsiges Nachführsystem ist vertikal
und horizontal schwenkbar und gleicht auch unterschiedliche
Neigungswinkel zur Sonne aus.
Bei der Steuerung der PV-Tracker
unterscheidet man zwischen einer astronomischen
und sensorgesteuerten Anlage.
Bei der astronomischen Steuerung ist der Verlauf
der Sonne an festgelegten Tagen
im Jahr für den vorhandenen Standort fest in dem Zentralgerät
eingespeichert. Die Nachführung
folgt also nur dem vorgegebene Sonnenlauf, wobei
die Umgebungsbedingungen (z. B. Wolken) nicht
einbezogen werden.
Bei dem Sensorsteuerung richtet sich das die
PV-Modul immer nach dem hellsten Punkt
am Himmel aus. Aber das ist nicht immer
der Punkt, an dem die Sonne steht. Z. B. werden
die Sonnenstrahlen bei einem bewölkten Himmel
an den Wolkenrändern reflektiert. Diesen
hellsten Punkt sucht der Sensor heraus und richtet die Solarmodule
danach aus. Bei einer vollständigen Wolkendecke
richten sich die Module waagrecht aus und das
restliche vorhandene Sonnenlicht (diffuse Strahlung), das durch
die Wolken senkrecht auf die Module kommt. Hierdurch kann der
Mehrertrag bis zu 70 % gegenüber einer starren
Anlage betragen.
In Mittel- und Nordeuropa
sollte grundsätzlich eine Sensorsteuerung
eingesetzt werden. In den Mittelmeerländern
ist eine astronomische Steuerung günstiger,
weil die Sonne gleimäßiger scheint und der Himmel seltener
bewölkt ist. Berücksichtigen sollte man auch, dass eine
Sensorsteuerung komplizierter, und damit auch störanfälliger
als eine astronomische Steuerung ist.
Freistehende auf einem Mast
montierte Module benötigen auch einen Windsensor,
damit das Modul bei zu hoher Windgeschwindigkeit
aus dem Wind gedreht werden.
Solar
Tracking - DEGERenergie
GmbH& Co. KG
EcoChamp-Tracker -
TSS Solar GmbH
Vor-
und Nachteile verschiedener Nachführsysteme im Vergleich - DAA Deutsche Auftragsagentur GmbH
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Komponenten im Ecochamp-Tracker-System
Quelle: TSS Solar GmbH
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Solarelektrische
Trinkwassererwärmung
Trinkwasser kann "kostenlos" und effizient
mit Solarstrom erwärmt werden. Ein System besteht
aus Photovoltaik-Solarmodulen, einer Regelung
und einem Warmwasserspeicher mit Heizstab. |
Bauteile mit einer PV-Trinkwasser-Regelung PVH C-1.05
Quelle: Nectar Sun |
Die von den Solarmodulen gewonnene Energie
wird bis zu 99 % über eine Regelung direkt mit dem Heizstab
in nutzbare Wärme umgewandelt. Die MPPT-Funktion
des Reglers (Maximum Power Point Tracking > Maximal-Leistungspunkt-Suche)
sorgt dabei für einen maximalen Solarertrag. Die Energieübertragung
von den Photovoltaikmodulen erfolgt über zwei normale 4 mm²
Solarkabel mit wenigen Millimetern Durchmesser.
Der angeschlossene Heizstab erwärmt das Trinkwasser im Speicher
bis zur eingestellten Solltemperatur. Um auch bei geringer
Sonneneinstahlung eine konstante Trinkwassertemperatur
zu gewährleisten, schaltet die Regelung den Heizstab automatisch
auf den vorhandenen Netzstrom, bis die Sonne diese
Aufgabe wieder übernimmt. Die Entscheidung, ab wann und bis
zu welcher Temperatur das Netz genutzt werden soll, erfolgt komfortabel
über das Display der Regelung.
Photovoltaik Trinkwasser Regelung PVH C-1.05 - Nectar Sun |
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Solarkraftwerke
Die Stromerzeugung durch die Sonne
unterscheidet zwischen der direkten (Photovoltaik-Technologie)
und der indirekten (thermische
bzw. solarthermisches Kraftwerk) Nutzung
der Sonnenenergie. Bei der Photovoltaik-Technologie
wird das Sonnenlicht direkt in den Solarzellen in Strom
umgesetzt. In den solarthermischen Kraftwerken wird die
Wärme der Sonne über Absorber
als primäre Energiequelle verwendet. |
Photovoltaik-Technologie
Eine Photovoltaikanlagebesteht aus vielen
miteinander verkoppelten Solarzellen. Über Halbleiterschichten wird in den Solarzellen Sonnenlicht in
elektrischen Strom umgewandelt. Eine Neuheit ist die CPV-Technologie
(Concentrated Photovoltaics). |
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Ein
Bürgersolarpark (Photovoltaik-Freiflächenanlagen)
fördert die Akzeptanz für Photovoltaikanlagen. Warum muss man auf jedes Haus eine eigene Anlage
packen? Sinnvoller ist es, in einer Gemeinde bzw. Stadt eine große Solaranlage zu bauen. Hier kann sich jeder Bürger
beteiligen, vor allen Dingen dann, wenn er kein geeignetes Dach zur Verfügung hat oder sich das Dach nicht
verschandeln oder den Anblick den Nachbarn die spiegelnden Flächen nicht zumuten will. Die Nachteile einer PV-Anlage
bezüglich des Brandschutzes (Blitzschutzanlage) oder bei einem
Feuer (Brandlöschung)
sind zunehmend in der Diskussion.
Für Wind- und Solarparks sollen die Betreibergesellschaften künftig nach
dem Gewerbesteuergesetz § 29 mindestens
90 %, statt bislang 70 % der Gewerbesteuer an die Standortkommunen zahlen. Dadurch wird u. a. eine
bessere Akzeptanz der Anlagen vor Ort erhofft. |

Photovoltaik-Freiflächenanlage

Photovoltaik-Freiflächenanlage an der Bahnstrecke - Garding - St.Peter-Ording
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Die Freiflächenanlagen werden hauptsächlich auf Konversionsflächen erstellt. Darunter versteht man Böden mit hoher Schadstoffbelastung, ehemalige Mülldeponien oder früher militärisch genutzte Flächen. Aber auch Ackerland oder Grünflächen können in so genannten "landwirtschaftlich benachteiligten Gebieten" in begrenztem Umfang für Solaranlagen genutzt werden. Für die deren Ausweisung ist die jeweilige Landesregierung zuständig und die zuständigen Kommune muss muss für jede Freiflächenanlage eine Baugenehmigung erteilen. Dieses Verfahren ist zur Zeit ein langwieriges Verfahren, weil auch die ökologische Verträglichkeit und die Integration ins Landschaftsbild geprüft werden müssen.
Die Vorteile dieser Anlagen sind, dass die Ausrichtung der Module durch die Aufständerung weitgehend frei festgelegt werden kann. Die Standortwahl ist nur durch die rechtlichen Rahmenbedingungen eingeschränkt. Dabei kommen hochwertige landwirtschaftliche Flächen und ökologisch wertvolle Flächen nicht in Betracht. Aber auch Naturschutzbelange sind zu beachten, wobei Naturschutz mit nicht Umweltschutz verwechselt werden darf, da eine Photovoltaikanlage keine schädlichen Emissionen verursacht und Tiere noch Pflanzen nicht geschädigt werden. Die Beeinträchtigung des Landschaftsbildes wird immer wieder als Gegenargument der Gegner herangezogen. |
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Gardinger Photovoltaik-Freiflächenanlage

Photovoltaik-Freiflächenanlage an der
Bahnstrecke - Garding - St.Peter-Ording
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Jede Gemeinde hat Grundstücke
für Photovoltaik-Freiflächenanlagen (z. B. Schafweiden,
Konversionsflächen, ehemaligen Mülldeponien),
die z. B. in Form einer
Energiegenossenschaft,
Energiegesellschaft oder
GmbH & Co, KG) genutzt werden können.
Außerdem sollte das "Kirchturmdenken"
durch Kooperationen über die eigene
Grundstücks- bzw. Gemeindegrenze hinaus stattfinden. |
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Energiegenossenschaft / Klimaschutzgenossenschaft
Das Ziel einer Energiegenossenschaft ist, dass Bürgerinnen und Bürger dezentral in erneuerbare Energien (z. B. Windkraftanlagen, Photovoltaik-Freilandflächen, Biogasanlagen, Blockheizkraftwerke, Wasserkraftwerke) investieren. So sollen Arbeitsplätze in der Region gehalten bzw. geschaffen werden und die Erträge und Gewerbesteuern der
Kommune zugutekommen. Außerdem hat sich bestätigt, dass eine bessere Akzeptanz der Anlagen vor Ort gegeben ist.
Die Gründungsvoraussetzungen gleichen den der Eingetragenen
Genossenschaft (eG) |
In Energiegenossenschaften kommen unternehmerisches Engagement und Maßnahmen
zum Umwelt- und Klimaschutz zusammen. Die lokale Verankerung und das ehrenamtliche
Engagements der aktiven Mitglieder sind das Kennzeichen und der Vorteil der Energiegenossenschaften und wenn sie weitere klimaschutzrelevante
Geschäftsfelder erschließen und ihre Mitglieder sowie die Öffentlichkeit für konkrete Klimaschutzmaßnahmen* gewinnen, dann kann man diese auch als Klimaschutzgenossenschaft bezeichnen.
* Um bis 2050 die festgelegten deutschen Klimaziele zu erreichen, müsen
die Treibhausgasemissionen um 80 bis 95 % gegenüber 1990 verringert werden. Dazu sind grundlegende Umstellungen in allen Lebens- und Wirtschaftsbereichen vorzunehmen. Dies muss nicht unbedingt zu starken Einschränkungen führen.
Notwendige Veränderungen in folgenden Lebens- und Wirtschaftsbereichen:
- Wohnen (Wärmedämmung, Passivhausstandard, weniger und effizientere Haushaltsgeräte, energiesparende
Beleuchtung)
- Heizen, Kühlen, Lüften (Wärmepumpen, BHKW, Brennstoffzellen, Wasserstoffnutzung, synthetisches Methan
und Erdgas, Kontrollierte Wohnungslüftung)
- Landwirtschaft (Senkung der Stickstoffüberschüsse, Minderung der Ammoniakemissionen, Verminderung der
Lachgasemissionen, Wiedervernässung von Mooren, Anhebung des Humusgehalts, Senkung der Tierzahlen [Methan-Emissionen senken])
- Ernährung (weniger Fleischkonsum, sorgsamerer Umgang mit Lebensmitteln)
- Mobilität (Fahrräder, E-Bikes, E-Lastenfahrräder, E-Autos, Bus, Bahn, CarSharing, kürzere Wegstrecken)
- Energieversorgung (Solarthermie [Photovoltaikanlage, Solarthermie, solare Fernwärme,
Sonnenwärmekraftwerk, Aufwindkraftwerk], Windenergie [Windkraftanlage, Flugwindkraftwerk], Bioenergie (Biomasse, biogener Brennstoff
und Biokraftstoff], Geothermie [Erdwärme, Tiefenwärme])
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Geschäftsbereiche der Energiegenossenschaften
- Energieerzeugung
- Vertrieb alternativer Energie
(Strom, Wärme, Gas)
- Übernahme und Betreiben von Versorgungsnetzen
- Dienstleistungen für einen effizienteren
Umgang mit Energie und Klimaschutz (Beratung, Energiespar-Contracting)
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Vorteile einer Energiegenossenschaft
- Die Genossenschaft ist den Mitgliedern verpflichtet und dient nicht vordergründig finanziellen Interessen
- Wirtschaftliche Beteiligung der Mitglieder (Mitglied ist Träger und
Nutzer der Leistungen)
- Kein Mindestkapital zur Gründung erforderlich
- Flexible und schnelle Entscheidungsfindungen
- Insolvenzsichere Gesellschaftsform – überörtliche Prüfung durch Genossenschaftsverband
- Demokratische Rechtsform – jedes Mitglied hat eine Stimme
- Nicht aufkaufbar – keine "feindliche Übernahme" möglich, wie es bei Kapitalgesellschaften möglich ist
- Ein- und Austritt durch eine einfache Willenserklärung – es ist kein Notar und kein Gericht nötig – so entstehen keine Kosten!
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CPV-Technologie
(Concentrated Photovoltaics)
Bei der CPV-Technologie (konzentrierte Photovoltaik)
wird das Sonnenlicht mittels optischer Linsen
oder gebogenen Spiegeln konzentriert bzw. gebündelt,
ehe es auf den Halbleiter in der Solarzelle
trifft. So kann der Wirkungsgrad eines Photovoltaikmoduls
auf ca. 44 % gesteigert werden. |

CPV-Module
Quelle: Heliotrop
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Ein Sonnenkollektor
fängt Sonnenlicht auf einer relativ großen
Fläche ein und konzentriert es auf
eine deutlich kleinere Fläche. Die Heizleistung
auf der kleinen Fläche wächst proportional zum Größenverhältnis
dieser beiden Flächen. Bei der konzentrierten Photovoltaik
wächst die erzeugte Strommenge hingegen überproportional
zur Intensität des eingestrahlten Sonnenlichts. Wird also beispielsweise
das auf einen Quadratmeter einfallende Licht auf eine Solarzelle
mit deutlich kleinerer Fläche konzentriert, wird mehr Strom
erzeugt als durch eine herkömmliche Solarzelle von einem Quadratmeter
Größe. |
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Nachteile
sind die hohe Abhängigkeit von der Lichtbündelung,
dass eine direkte Sonneneinstrahlung erforderlich macht,
mit diffusem Streulicht bei bewölktem Himmel
arbeitet die konzentrierte Photovoltaik sehr schlecht.
Hier schneiden die Hochleistungsmodule schlechter ab als herkömmliche
Solarzellen. Außerdem müssen CPV-Module permanent
und exakt der Sonne
nachgeführt werden.
Durch die starke Aufheizung der Module
ist diese Technologie für kleine Photovoltaikanlagen auf dem Dach
ist diese Technologie zur Zeit nicht geeignet, da ein ständiges
Abführen der Wärme, oft mit einer
aktive Kühlung, notwendig ist. Deswegen ist die
konzentrierte Photovoltaik nur für großflächige
Freilandanlagen in Regionen ("Sonnengürtel"
der Erde; z. B. Südspanien, Südfrankreich,
Griechenland, Süditalien, MENA-Region [Middle East & North Africa])
mit vielen Sonnenstunden umzusetzen.
Die
Turbozelle - Heise Medien |
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Solarthermische
Kraftwerke - Thermische Solarkraftwerke
Alle Kraftwerkstypen werden auf Freiflächen
installiert und benötigen einen sehr großen Platzbedarf
(Ausnahme; Parabolspiegel-Kraftwerke). Ein solarthermisches Kraftwerk
(thermisches Solarkraftwerk) erzeugt mit Sonnenenergie
zunächst Wärme, dann mit einer Dampfturbinenanlage
mechanische Energie und schließlich in einem Generator
elektrische Energie.
Daneben gibt es eine Krafwerksart (Aufwindkraftwerk),
das mit Hilfe eines Luftstroms eine Turbine
mit Generator antreibt.
Viele Organisationen bzw.
Institute (FVEE
- ForschungsVerbund Erneuerbare Energien) befassen sich mit der Förderung
und Erstellung von solarthermischen Kraftwerken. So hat
sich z. B. die Initiative
Desertec bislang auf Europa und der
MENA-Region (Middle East & North
Africa) konzentriert und plant eine globale Kampagne zum Bau von solarthermischen
Anlagen. Aufgrund der politisch unsicheren Situation
in der MENA-Region bestehen hier nur Planungen und die
Ausführungen sind auch Eis gelegt. Ein Fünftel
des weltweit benötigten Stroms könnte bis 2050
aus großen Sonnenkraftwerken stammen.
Die solarthermischen
Kraftwerke werden in 2 Gruppen untergliedert.
• CSP-Technologie
(Concentrated Solar Power)
- Parabolrinnen-Kraftwerk
- Parabolspiegel-Kraftwerk (Dish-Stirling-Kraftwerk)
- Solarturm-Kraftwerk
- Sonnenöfen
• Aufwindkraftwerk |
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In
der CSP-Technologie (Concentrated
Solar Power) wird über
Parabolrinnen, Parabolspiegel oder Heliostate
die Lichteinstrahlung auf einen Absorber gebündelt,
in dem extrem hohe Temperaturen entstehen. Die Wärme
wird in einem nachgeschalteten Wärmekraftwerk in
elektrischen Strom umgewandelt. Hier ist die Stromerzeugung
von der Intensität des eingestrahlten Sonnenlichts
bzw. der direkten Sonnenstrahlung abhängig. Im Gegensatz
zur "normalen" Photovoltaik, die auch an Wolken
gestreute Sonnenlicht direkt in Strom umgewandeln kann,
benötigt die CSP-Technologie einen Himmel,
der die meiste Zeit wolkenlos ist. Deswegen sollte der
Standort eine hohe direkte Sonneneinstrahlung von über
2.000 kWh/m²a anbieten, was durch eine äquatornahe
Lage und einen ständig geringen Bewölkungsgrad
erreicht wird. Dies ist in Europa nur in Südspanien,
Süditalien und Griechenland ökonomisch möglich.
Ideale Standorte wären
die Wüstenregionen z. B. in der MENA-Region
(Middle East & North Africa). Der erzeugte Strom müsste über
mehrere tausende Kilometer mit Hochspannungs-Gleichstromleitungen
(HVDC) transportiert werden, was technisch möglich
wäre, aber aufgrund der politisch unsicheren Situation
bestehen hier nur Planungen und die Ausführungen sind auch Eis gelegt.
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Aufwindkraftwerk
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Prototyp
für ein Aufwindkraftwerk in
Manzanares Spanien
Quelle: Schlaich
Bergermann und Partner, SBP Sonne GmbH |
Das Aufwindkraftwerk
ist ein solarthermisches Kraftwerk, das für
einen Standort mit hoher direkter Sonneneinstrahlung
geeignet ist. Ideal sind eine äquatornahe Lagen
(Wüstenregionen z. B. in der MENA-Region
(Middle East & North Africa) und/oder Gegenden
mit einem ständig geringen Bewölkungsgrad.
Diese sind in Europa in Südspanien, Süditalien
und Griechenland vorhanden.
Aufwindkraftwerke
- Jörg Schlaich - SBP Sonne GmbH
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Die Luft
unter einem großen transluzenten Kollektordach
durch die Sonne erwärmt. Durch den Dichteunterschied
zwischen der warmen Luft im Kollektor
und der kälteren Luft im Außenbereich
strömt die Luft radial einer in der Mitte des Kollektors angeordneten,
vertikalen, unten offenen Röhre zu und steigt in
dieser auf. Eine am Fuß der Röhre eingebaute Turbine
mit Generator wird durch die Luftströmung
angetrieben und dadurch Strom erzeugt.
Ein kontinuierlicher 24-Stunden-Betrieb
wird durch im Kollektor ausgelegte geschlossene Wasserschläuche
garantiert. Sie geben ihre tagsüber gespeicherte Wärme
in der Nacht wieder ab. Hier gibt es außer der
einmaligen Befüllung der Schläuche keinen Wasserbedarf.
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Prinzip eines Aufwindkraftwerkes
Quelle: Schlaich
Bergermann und Partner, SBP Sonne GmbH |
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Prinzip
einer kleinen Inselstromversorgung |
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Prinzip
einer großen Inselstromversorgung |
Quelle:
Solar Zeller Energiesysteme |
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Solare
Inselstromversorgung |
Die Solarmodule einer
kleinen Anlage speisen den solaren Gleichstrom
(12 V oder 24 V) über einen Laderegler in eine Solarbatterie
ein. Der Laderegler sorgt für eine schonende Batterieladung
und schützt die Batterie vor schädlicher Tiefentladung
durch die Verbarucher. Ein Verbraucher (Beleuchtung, TV/Radio,
Kühlgerät) kann von dem in der Batterie gelagerten
Solarstrom versorgt werden.
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Die Solarmodule
der Großanlagen speisen den solaren
Gleichstrom (12 V / 24 V / 48 V) über einen Laderegler
in eine Stationärbatterie ein. Die Verbraucher werden
über einen speziellen Wechselrichter, der die Gleichspannung
der Batterie in eine übliche 230V Wechselspannung
umwandelt, versorgt. Dadurch können alle herkömmlichen
Elektrogeräte verwendet werden. Die maximale Leistungsabgabe
des Wechselrichter´s ist aber durch die Batteriekapazität
und den Ladezustand begrenzt. |
Diese
Anlagen können mit Stromquellen aus der Windkraft,
Wasserkraft oder BHKW ergänzt
werden, um die Versorgungssicherheit besonders im Winter zu
vergrößern |
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USV
- Unterbrechungsfreie Stromversorgung |
Viele Einrichtungen in haustechnischen
Anlagen sind auf eine störungsfreie Stromversorgung
angewiesen. Hier stehen besonders Computersysteme für die Regelungstechnik
im Vordergrund. Aber auch im Bereich der Eigenwasserversorgung und in
Heizungsanlagen kann ein Stromausfall zu erheblichen Problemen führen. |
Besonders in Anlagen mit
festen Brennstoffen, so z. B. Holzvergaserkessel
(HV) und Kamineinsätze mit Wassertaschen, ist eine
ständige Wasserzirkulation notwendig, damit die Wärme abtransportiert
werden kann, es nicht zur Überhitzung kommt und die thermische Ablaufsicherung
(TAS) ansprechen muss. |
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HEIKONTROL
2000 (USV) |
Quelle:
Heizkontor |
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Wenn diese Anlagen
nicht eigensicher (offene Anlage auf Schwerkraft)
gebaut werden können und ein häufiger Stromausfall
möglich ist, dann ist der Einbau von UVS-Systemen eine
Möglichkeit, die Stromversorgung sicherzustellen. Ansonsten
dürften diese Anlagen nicht gebaut werden. |
UVS-Systeme gibt es
in den verschiedensten Ausführungen. |
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