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
Alle reden von der Energiewende. Aber wie macht man die?
Solarwatt GmbH
Operation Sunplant - So bauen Sie kleine (und große) Balkonkraftwerke
Andrijan Möcker, c´t Magazin für Computertechnik - Heise Medien GmbH & Co. KG

Es gibt so viele Ideen, erneuerbare Energie (PV-Anlagen, Windkraft) zu nutzen.
Warum wird das nicht umgesetzt?
Strom statt Gas: Kieler Forscher wollen ungenutzte Windenergie einspeisen
Hauke von Hallern und Josefine Kasten, Norddeutscher Rundfunk

Dringend ist ein Ende der Regulierungswut sowie ein Aussetzen zeitraubender Genehmigungsverfahren notwendig.

PV-Anlagen - Blitzschutz - Überspannungsschutz
Bei der Installation einer Photovoltaik-Anlage oder spätestens nach einem Blitzschaden stellt sich die Frage, ob der Blitzschutz für die Photovoltaik-Anlage notwendig ist. Hier sind die baulichen Gegebenheiten der PV-Anlage und des Gebäudes, auf dem diese installiert wird, zu berücksichtigen. Eine Beschreibung der Schutzmaßnahmen sowie eine Entscheidungshilfe enthält die Blitzschutz-Norm DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) im Beiblatt 5 "Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Stromversorgungssysteme".
Photovoltaik-Anlagen sind sowohl durch direkte als auch durch nahe Blitzeinschläge gefährdet, denn dabei entstehen hohe Spannungen und Ströme, die auf das PV-Stromversorgungssystem einwirken können.
• Direkteinschläge: Werden Photovoltaik-Anlagen direkt von Blitzen getroffen, fließen sehr hohe Blitzströme über die Photovoltaik-Anlagen, die dabei häufig zerstört werden; auch mechanische Zerstörungen und Brände sind nicht auszuschließen.
• Indirekte Einschläge: Bei nahen Blitzeinschlägen fließen Blitzteilströme über die elektrischen Installationen und Versorgungsleitungen, die in Photovoltaik-Anlagen große Schäden hervorrufen können.
• Bei Blitzeinschlägen in einer Entfernungen bis 500 m erzeugen die hohen magnetischen Felder des Blitzes in elektrischen Installationsschleifen Überspannungen, die Schäden an Photovoltaik-Anlagen verursachen können.
• Bei Blitzeinschlägen in größerer Entfernung können allenfalls kapazitive Einwirkungen auftreten, die in der Regel keine Schäden hervorrufen.

Blitzschutz von Photovoltaik-Anlagen
VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.
Blitz- und Überspannungsschutz für Aufdachanlagen
DEHN SE
Schutzkonzept für PV-Anlagen
DEHN SE
Prüfung des Blitzschutzsystems
DEHN SE

hier ausführlicher >>> Blitzschutz - nicht nur für Solaranlagen

Mieterstrom
Mieterstrommodelle ("Quartierstrom") sind Vermarktungsmodelle für Strom, der vor Ort mit einer PV-Anlage, einem BHKW oder einer Windkraftanlage erzeugt, an die Hausbewohner ("Mieter") ohne Nutzung des Netzes der allgemeinen Versorgung geliefert und im Gebäude verbraucht wird. Diese Modelle werden seit einigen Jahren angeboten. Sie sollen private Vermieter dazu ermuntern, die Dächer ihrer Häuser mit PV-Anlagen zu bestücken und den grünen Strom günstig an die Mieter zu verkaufen.
Neben dem privaten Vermieter können auch folgende Anbieter das Mieterstrommodell nutrzen:
• Wohnungsunternehmen
• Wohnungsgenossenschaften
• Tochtergesellschaften
• Energiegenossenschaften
• Mieterstrom-Dienstleister
Der Grund, warum die Modelle nicht angenommen wurden, war wohl, dass sich der Mieterstrom in der Regel für Vermieter nicht gerechnet hat, weil zusätzliche Kosten für Abrechnung, Vertrieb und Messungen entstehen. Um Mieterstrom wirtschaftlich attraktiver zu machen, hat der Bundestag am 29. Juni 2017 das Gesetz zur Förderung von Mieterstrom verabschiedet. Der Bundesrat hat dieses Gesetz am 7. Juli 2017 beschlossen. Das Gesetz ist am 24. Juli 2017 verkündet worden und am 25. Juli 2017 in Kraft getreten.
Im Gesetz zur Förderung von Mieterstrom und zur Änderung weiterer Vorschriften des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2017) wird ein Förderanspruch für direkt gelieferten Strom aus Solaranlagen auf Wohngebäuden verankert. Danach erhält der Betreiber einer solchen Anlage einen Mieterstromzuschlag. Dieser orientiert sich an den im EEG genannten Einspeisevergütungen abzüglich eines Abschlags. Um die durch die Mieterstromförderung entstehenden zusätzlichen Kosten zu begrenzen, wird der durch den Mieterstromzuschlag förderfähige Zubau von Solaranlagen auf 500 Megawatt pro Jahr beschränkt.
Wichtig ist, dass der Mieter seinen Stromanbieter weiterhin frei wählen kann und Mieterstrom zu attraktiven Konditionen angeboten bekommt. Daher beinhaltet das Gesetz Vorgaben für die Laufzeit des Mieterstromvertrags, verbietet die Kopplung mit dem Mietvertrag und sieht eine Preisobergrenze für Mieterstrom vor.

Mieterstromvertrag
Als Mieterstromvertrag wird ein Vertrag zur Lieferung von Strom bezeichnet, der direkt zwischen Ihnen als Mieterstrom-Nutzer*in und dem Anlagenbetreiber oder einem Dritten (falls die Anlage nach dem 01.01.2021 in Betrieb genommen wurde) als Mieterstromlieferant abgeschlossen werden kann. Anlagenbetreiber kann Ihr Vermieter (z.B. eine Einzelperson oder Genossenschaft), aber auch ein spezieller Mieterstrom-Dienstleister sein. Der Energieliefervertrag ist mit einem wettbewerblichen Energieliefervertrag vergleichbar, wie man ihn auch mit einem anderen Energielieferanten abschließen würde.
Bei dem gefördertem Mieterstrom sind folgende Besonderheiten zu beachten:

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (2021) hat das Lieferkettenmodell auch rechtlich gestärkt. Gemäß § 21 Absatz 3 EEG 2021 liegt Mieterstrom im gesetzlichen Sinne auch dann vor, wenn der Strom nicht vom Anlagenbetreiber, sondern wie im Fall des Lieferkettenmodells von einem Dritten geliefert wird.

Mieterstrom - Bundesnetzagentur
Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (Energiewirtschaftsgesetz - EnWG)
§ 42a Mieterstromverträge
Mieterstromzuschlag - Bundesnetzagentur
Umfangreicher Ratgeber "Mieterstrom":
Wie können sich Mieter mit Solarstrom versorgen?
- energie-experten.org, Greenhouse Media GmbH

Solaranlage kaufen oder mieten*
Viele Hauseigentümer haben ein Dach und/oder eine Freifläche, welche sich für die Installation einer Photovoltaikanlage eignet. Oft haben sie keine finanziellen Mittel oder keinen Mut für die Investition in eine Photovoltaikanlage. Das klassische Kauf-Modell ist für immer mehr Hausbesitzer nicht mehr die beste Option. Als Alternative hat sich vor allem das innovative Miet-Modell etabliert.

• Wer am liebsten alles selbst macht, keinen Kredit benötigt und sein Erspartes nicht investieren möchte, für den ist das klassische Kauf-Modell eine gute Option.
• Wer eine PV-Anlage mietet, schätzt das Rundum-Sorglos-Paket, 0 € Anschaffungskosten und die Kostentransparenz.
• Bei einem ehrlichen Vergleich sind die Kostenunterschiede je nach Anlagengröße und Rechenweise meist eher gering und hängen davon ab, wie genau man rechnet und welche Faktoren man einbezieht.

* Ein Mietvertrag ein ein gegenseitiger schuldrechtlicher Vertrag zur zeitweisen Gebrauchsüberlassung gegen Entgelt. Dieser ermöglicht dem Mieter den Gebrauch an der gemieteten Sache. Die Gegenleistung des Mieters besteht darin, die im Vertrag vereinbarte Miete zu zahlen.

Obwohl der Kauf einer Photovoltaikanlage einige Vorteile (Förderungen von Staat und/oder Bundesland, selbsttragende Energiegewinnung ohne Mehrbelastung) hat, ist das nicht immer zu empfehlen. Ein Grund dafür sind die hohen Anschaffungskosten. Bei einem Einfamilienhaus zahlt man für die Anschaffung einer Photovoltaik-Komplettanlage deutlich über 10.000 €. Eine Anlage mit einer Leistung von z. B. 8,1 Kilowatt (kWp) kostet nach Angaben der Verbraucherzentrale aktuell etwa 13.000 € (Stand: Mai 2022). Ein weitere Gründe sind die Installations- und Betriebskosten ( Wartung, Inspektion, Reparatur, Reinigung der Anlage, Versicherung). Viele Hersteller verlangen außerdem ein smartes Monitoring.

Preise in netto, ohne Inflation. Wechselrichter und Stromspeicher sollten nach 10 - 15 Jahren ersetzt werden. Aufgrund von verschiedenen Faktoren ändern sich die Preise momentan stärker und schneller als in der Vergangenheit.
Quellen: HTW Berlin, Fraunhofer ISE, BSW/EUPD Preismonitor, ZSW und Verbraucherzentrale.

Enpal bietet die PV-Anlagen im Miet-Modell an. Das Besondere dabei ist, es gibt keine Anschaffungskosten und das Rundum-Sorglos-Paket (Beratung, Planung, Installation, Wartung, Reparatur und Versicherung) ist inklusive.
Die Miete für eine PV-Anlage liegt zwischen 114 € und 202 € pro Monat. Je größer die Anlage, desto höher der monatliche Mietpreis. Optional wird auch ein Solarstromspeicher und eine Wallbox angeboten. Die Miete bleibt über eine Laufzeit von 20 Jahren stabil und steigt auch bei höherer Inflation nicht an.
Bei den Anbietern muss u.a. darauf geachtet werden, wann die erste Miete fällig ist und was nach Ablauf der Vertragslaufzeit mit Ihrer Solaranlage passiert. Häufig müssen die monatlichen Preise schon vor Inbetriebnahme der Anlage bezahlt und nach 20 Jahren muss die Solaranlage entweder wieder abgeben oder überteuert beim Anbieter abgekauft werden.
Im Mietmodell von Enpal beginnen die monatlichen Mietpreise für die PV-Aanlage bei 114 €. Die Miete ist erst dann fällig, sobald die Photovoltaikanlage in Betrieb ist und Strom erzeugt. Eine weitere Besonderheit ist, dass Sie die PV-Anlage nach 20 Jahren für einen symbolischen Euro (fast) geschenkt bekommen. Bei einer Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren sind das nach Vertragsende also nochmals 10 bis 20 Jahre kostenfreie Nutzung. Die Anlage kann aber auf Wunsch auch nach Ende der Mietdauer kostenfrei von Enpal rückgebaut und abheholt werden. Quelle: Enpal GmbH

Solaranlage kaufen oder mieten
Solaranlage mieten: Lohnt sich das Modell? - Alle Vorteile und Nachteile
Solaranlage kaufen oder mieten - Was ist besser?
Yannick Van Noy, Enpal GmbH
Miete und Pacht Wo liegen die Unterschiede?
HAUSGOLD - talocasa GmbH

Dachverpachtung
Viele Hauseigentümer haben ein Dach und/oder eine Freifläche, welche 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 Pachtzahlung 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.

* Ein Pachtvertrag ist eine vertraglich vereinbarte Überlassung einer Sache auf Zeit zur Nutzung und Fruchtgenuss. Als Gegenleistung für die Nutzung dieses Gegenstandes auf Zeit zahlt der Pächter ein bestimmtes Entgelt an den Verpächter. Der Unterschied zwischen Pacht und Miete besteht in der sogenannten Fruchtziehung. Im Gegensatz zum Pächter hat der Mieter keine Möglichkeit gemachte Erträge und Gewinne für sich selbst zu beanspruchen.

Wenn sich der Hauseigentümer für eine Verpachtung 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.

• Für die Laufzeit der Dachverpachtung werden im Vertrag Umbaumaßnahmen, die das Dach betreffen (Dachfenster, Gauben) ausgeschlossen.

• Die steuerrechtliche Handhabung (Einkünfte aus Vermietung und Verpachtung) muss geklärt werden.

• Bei der Dachverpachtung 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 an Landwirte (Energiewirt) und auf gewerblichen Gebäuden wird schon seit Jahren durchgeführt.

Dachverpachtung - Photovoltaik.org, ub.de Fachwissen GmbH
Miete und Pacht - Wo liegen die Unterschiede?
HAUSGOLD - talocasa GmbH

Funktionsweise einer Photovoltaikanlage (Bild durch Anklicken vergrößer)
Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien - DAA Deutsche Auftragsagentur GmbH

Drohnenprüfung an PV- und Solaranlagen
viZaar industrial imaging AG

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.

>>>> hier ausführlicher <<<<

* Watt Peak (Kilowatt Peak - kWpp)
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.

Dunkelflaute
Die Dunkelflaute (wenig oder keine Sonne, wenig oder kein Wind) und die "kalte" Dunkelflaute (wenig oder keine Sonne, wenig oder kein Wind, hohe Stromnachfrage [Winter]) sind eine Hürde der Energiewende, denn ein Totalausfall von Wind und Sonne gefährden die Versorgungssicherheit mit Strom und Wärme.
Im Rahmen der Energiewende, die aufgrund des Klimawandels notwendig ist, werden die Erneuerbare Energien (Windkraft, Photovoltaik) den Hauptanteil der Energieversorgung übernehmen und die konventionellen Energieträger (Erdöl, Erdgas, Kohle, Holz, Atomkraft) ersetzen. Wie sieht es aber aus, wenn über Tage hinweg kein Wind weht und es eine längere Zeit keine Sonne scheint? Die bestehenden Biogasanlage und die eventuell vorhandene Wasserkraftwerke werden den notwendigen Bedarf energetischer Nutzung (Strom, Wärme, Verkehr, Produktherstellung und Grundstoffindustrie) nicht zur Verfügung stellen können. Hier ist der Einsatz von Energiespeichern notwendig.
In systemrelevante Bereichen (z. B. Krankenhäuser, Arztpraxeb, Altenheime, Wassererke, Tankstellen) sind auch Netzersatzanlagen (Notstromaggregate) installiert. Diese sind nicht für eine dauerhafte und klimaneutrale Stromerzeugung geeignet, können aber reaktionsschnell kurzfristig auftretende Spitzen abfangen. Die Netzersatzanlagen werden in Virtuellen Kraftwerken (Ein Zusammenschluss von dezentralen Einheiten im Stromnetz, die über ein gemeinsames Leitsystem koordiniert werden) zum Ausgleich von Netzfrequenzschwankungen genutzt. Im Notfall kann auch Wärme und Kälte gemietet werden.

Ausgleich in der "kalten Dunkelflaute"
Kalte Dunkelflaute - Robustheit des Stromsystems bei Extremwetter
- F. Huneke, C. Perez Linkenheil, M. Niggemeie - Greenpeace Energy eG
Dunkelflaute: Wie ernst ist der Ausfall von Wind & Solar?
- Florian Blümm, Tech for Future

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.

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

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
Das SG Ready-Label für Wärmepumpen – das sollten Sie wissen
Arne Gonschor, wegatech greenergy GmbH
Meldung von Steckdosen-Solargeräten in Deutschland
Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie Landesverband Berlin Brandenburg e.V.

Einige Infos zu meiner eigenen Sanierung

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 ,

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. Solar für Inselanlagen, Off-Grid-Systeme, Stand-alone-Systeme - SOLARA GmbH

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

Elektronischer Haushaltszähler eHZ- k - Gehäuse-, Anzeige- und Bedienelemente
Quelle: EMH metering GmbH & Co. KG

Einspeisezähler

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 Photovoltaikanlage besteht aus vielen miteinander verkoppelten Solarzellen. Über Halbleiterschichten wird in den Solarzellen Sonnenlicht in elektrischen Strom umgewandelt. Eine Neuheit ist die CPV-Technologie (Concentrated Photovoltaics).

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.

Agri-Photovoltaik
Mit dem Agri-Photovoltaik-Verfahren wird ein Landwirt auch zum Ernergiewirt. Die landwirtschaftlichen Flächen werden zum Anbau von Getreide, Obst und Gemüse (Photosynthese), zur Weidewirtschaft (Schaf, Ziege, Rind) und gleichzeitig zur PV-Stromproduktion (Photovoltaik) genutzt.

In Deutschland steckt die Agri-Photovoltaik noch in den Kinderschuhen. Das soll sich ab 2023 ändern. Denn um Flächen besser für den Ausbau erneuerbarer Energien nutzen zu können, wird die Förderung der Agri-PV mit der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG 2023) ermöglicht.

Um Solarstrom und Lebensmittel auf derselben Fläche zu erzeugen, ist ein ausgewogenes Verhältnis von Licht und Schatten erforderlich. Das Fraunhofer ISE hat Modelle und Konzepte entwickelt, um die Erträge in Form von Energiegewinnung und landwirtschaftlichen Produkten durch gezieltes Lichtmanagement zu optimieren.

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])

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)

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!

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

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

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.

Aufwindkraftwerk

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.

Blackout

Blackout - Wahrscheinlich oder Panikmache? Eine Antwort auf diese Frage ist nicht einfach. Auch die Experten sind sich hier nicht einig. Auf jeden Fall darf die Diskussion in den Medien nicht zu einer Panik führen. Wichtig sind leichtverständliche Informationen über das Thema "Blackout". Schon der Begriff kann in der Bevölkerung zur Panik führen. Leider sind zunehmend "schlechte Nachrichten" in den Medien die "besten Nachrichten" >((
In vielen Fällen ist es aber kein totaler Stromausfall, sondern ein "Brownout* ".
* Ein Brownout bezeichnet eine zu geringe Spannung im Stromnetz, sozusagen die Vorstufe eines Stromausfalls. Brownouts entstehen bei einem Ungleichgewicht im Stromnetz.

>>> hier ausführlicher - Stromnetzstörungen <<<