Photovlotaik-FAQ

FAQ

Fragen zur Photovoltaik

 

Was ist Photovoltaik?

Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie (Sonnenlicht) in elektrische Energie in Form von Gleichstrom. Der so genannte photoelektrische Effekt wurde bereits im Jahr 1839 entdeckt. Die Umwandlung erfolgt in Solarzellen, den kleinsten Bauteilen von Pho-tovoltaikmodulen. Darin werden durch eintreffendes Sonnenlicht Ladungsträger (negative Elektronen und positive Defektelektronen) freigesetzt, welche sich je nach Ladung zur negati-ven bzw. positiven Elektrode der Solarzelle bewegen. Die dabei entstehende Gleichspannung wird mittels Wechselrichter in die in unseren Stromnetzen eingesetzte Wechselspannung um-gewandelt. Erste Einsatzgebiete von Photovoltaikmodulen waren die Energieversorgung von Raumfähren und Satelliten. Inzwischen werden Photovoltaikanlagen hauptsächlich auf der Erdoberfläche zur umweltfreundlichen Stromerzeugung eingesetzt.

 

Welche verschiedenen Solarzellen gibt es?

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen monokristallinen, polykristallinen und Dünnschichtzellen. Der Unterschied liegt im Herstellungsverfahren und den sich daraus ergebenden ver-schiedenen Wirkungsgraden der einzelnen Zellen.

Monokristalline Zellen
werden aus einem einzigen Kristall heraus hergestellt. Sie besitzen ein gleichmäßiges und ebenes Kristallgitter, weshalb sie unter den Solarzellen die höchsten Wirkungsgrade (bis zu 20 %) aufweisen. Dementsprechend ist aber auch das Herstellungsverfahren aufwändiger und teurer als bei anderen Solarzellen.

Polykristalline Zellen
bestehen aus vielen kleinen Einzelkristallen. Der Wirkungsgrad ist um ca. 2 % niedriger als bei monokristallinen Zellen, da durch die vielen uneinheitlichen Kristalle, die sichtbar voneinander getrennt sind, die Energieausbeute geringer ist. Dafür ist die Herstellung einfacher und die Module sind günstiger als monokristalline Zellen.

Dünnschichtmodule
bestehen aus Zellen, auf denen das Halbleitermaterial Silizium in einer dünnen Schicht aufgesprüht bzw. aufgedampft wird. Im Gegensatz zu den kristallinen Zellen sind diese Zellen um bis zu 100 mal dünner. Der geringe Siliziumverbrauch bewirkt eine sehr günstige Herstellung. Der Wirkungsgrad von Dünnschichtzellen ist jedoch um ca. die Hälfte kleiner als bei mono- bzw. polykristallinen Zellen. Für dieselbe Leistung von mono- bzw. polykristallinen Zellen benötigt man daher die doppelte Fläche für Dünnschichtmodule.

 

Welche Anlagenkomponenten werden benötigt?

Für eine PV-Anlage werden grundsätzlich folgende Komponenten benötigt:

  • PV-Module erzeugen durch Sonnenlicht elektrischen Gleichstrom
  • Wechselrichter wandelt Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom um
  • Montagematerial für PV-Module und Verkabelung

 

Was ist der Unterschied zwischen netzgekoppelten Anlagen und Inselanlagen?

Inselanlagen werden für eine netzunabhängige Energieversorgung verwendet, wenn kein Anschluss ans öffentliche Stromnetz möglich ist (z.B. Berghütten). Zusätzlich zu den üblichen Anlagenkomponenten von PV-Anlagen werden Batterien und Laderegler für die Zwischenspeicherung benötigt.

Netzgekoppelte Anlagen werden mit dem vorhandenen öffentlichen Stromnetz verbunden und liefern somit nicht nur Strom für das zu versorgende Objekt, sondern speisen auch Strom teilweise oder komplett ins öffentliche Netz ein. Die von den Modulen erzeugte Gleichspannung wird mittels Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt. Erzeugt die Anlage keinen Strom, wird Strom vom Netz bezogen. Sobald die PV-Anlage Strom erzeugt, wird dieser im zu versorgenden Objekt verbraucht. Übersteigt die erzeugte Energiemenge, den Bedarf des Objektes, wird der überschüssige Strom ins Netz eingespeist. Netzgekoppelte Anlagen können jedoch bei einem Stromausfall das Objekt nicht mit Strom versorgen, da der Wechselrichter nur dann arbeitet, wenn im Stromnetz ausreichend Spannung vorhanden ist.

 

Was ist der Unterschied zwischen Überschuss- und Volleinspeisung?

Physikalisch gesehen handelt es sich bei beiden Einspeisearten um netzgekoppelte Anlagen. Der Unterschied besteht jedoch in der vertraglichen Gestaltung der Stromlieferung.

Eine Überschusseinspeisung wird dann gewählt, wenn man einen Teil des erzeugten PV-Stromes selber nutzen möchte. Sobald die Stromerzeugung den Strombedarf übersteigt, wird diese überschüssige Menge ins öffentliche Stromnetz eingespeist und man erhält dafür einer Vergütung vom jeweiligen Energieversorgungsunternehmen. Man erhält die Vergütung immer nur von jenem Energieversorgungsunternehmen, von dem man auch seinen zusätzlich benötigten Strom geliefert bekommt. Für den selbst verbrauchten Strom erspart man sich dabei den Bezugspreis des Stromlieferanten.

Eine Volleinspeisung wird dann gewählt, wenn man für die PV-Anlage geförderte Einspeisetarife seitens der Ökostromabwicklungsstelle des Bundes (ÖMAG) erhält. Vertraglich gesehen wird der gesamte erzeugte PV-Strom an die ÖMAG zu einem Tarif verkauft, der deutlich über den aktuellen Marktpreisen des Stromes liegt. Der Strom für den Eigenbedarf erfolgt weiterhin über den jeweiligen Stromlieferanten. Physikalisch gesehen wird der PV-Strom wie bei einer Über-chusseinspeisung auch zum Teil im Versorgungsobjekt verbraucht.

 

Was sind nachgeführte Anlagen?

Nachgeführte Anlagen oder so genannten PV-Mover führen die PV-Module dem aktuellen Stand der Sonne nach. Die Anlage liefert somit über den ganzen Tag verteilt eine konstant hohe Leistung, da die Sonnenstrahlen jederzeit senkrecht auf die Solarzellen treffen. Mittels einachsig nachgeführter Anlagen (horizontal oder vertikal) kann die jährliche Energieausbeute um bis zu 25 %, bei zweiachsig nachgeführten Anlagen (horizontal und vertikal) um bis zu 40 % gesteigert werden.

 

Welche Anlagenleistung und Kollektorfläche benötigt ein normaler Haushalt?

Ein durchschnittlicher 4-Personenhaushalt benötigt im Jahr ca. 4.500 kWh pro Jahr. Um diese Energiemenge in einem Jahr zu erzeugen, benötigt man eine PV-Anlage mit einer Leistung von ca. 5 kWp. Dies entspricht bei mono- bzw. polykristallinen Zellen einer Fläche von ca. 35 m². Bei Dünnschichtmodulen benötigt man rund die doppelte Fläche. Soll möglichst viel des produzierten Stromes selbst genutzt und wenig Überschussstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden, beträgt die optimale Anlagenleistung zwischen 2 und 3 kWp.

 

Wie hoch sind die Anschaffungskosten pro kWp bzw. m2?

Die Anschaffungskosten für eine PV-Anlage sind in den letzten Jahren deutlich gesunken. Je nach verwendeten Solarzellen kostet eine 5 kWp Anlage ca. 2.000 – 2.500 €/kWp inkl. Mon-tage. Dies entspricht pro Quadratmeter ca. 300 – 350 €.

 

Welche Fördermöglichkeiten gibt es und wie läuft die Förderung ab?

Grundsätzlich kann zwischen vier Fördermöglichkeiten unterschieden werden:

Direktförderung Land Steiermark Das Land Stmk. fördert Photovoltaikanlagen von 2 bis 3 kWp im Rahmen einer Investitionsförderung. Der Antrag auf Direktförderung ist vor der Anlagenerrichtung zu stellen. Die Förderbeträge sind gestaffelt: Eine 2 kWp-Anlage wird mit 965 Euro gefördert; eine 3 kWp-Anlage mit 1.075 Euro. Auch die Anlagenerweiterung ist förderbar. Die Förderaktion läuft bis zum 31. Dezember 2014.

Investitionsförderung Klima- und Energiefonds – KliEn Der Bund fördert Photovoltaikanlagen bis zu einer Größe von max. 5 kWp. Die Förderhöhe beträgt für Aufdach- und Freiflächenanlagen 275 Euro/kWp und für gebäudeintegrierte Anlagen 375 Euro/kWp. Die Antragstellung erfolgt online auf www.pv.klimafonds.gv.at. Die Förderak-tion läuft bis zum 15. Dezember 2014.

Ökostrom-Tarifförderung ÖMAG Für Anlagen über 5 kWp wird eine Tarifförderung gemäß dem Ökostromgesetz und den aktuellen Ökostromverordnungen gewährt, welche von der Ökostromabwicklungsstelle (ÖMAG) koordiniert wird. Dabei erhält man für die aus den PV-Anlagen erzeugte Strommenge einen Ein-speisetarif, welcher von der Anlagenart abhängig ist. Die Tarife für Ökostromanlagen im Jahr 2014 sind: Aufdach/gebäudeintegriert: 5 – 350 kWp 12,5 Cent/kWh plus 200 €/kWp Investitionsförderung; Freifläche: 5 – 350 kWp 10 Cent/kWh Die Tariflaufzeit beträgt 13 Jahre.

Gemeindeförderung Gemeinden fördern Photovoltaikanlagen. Die Förderhöhe variiert von Gemeinde zu Gemeinde und ist direkt dort zu erfragen.

 

Welche Lebensdauer hat eine PV-Anlage?

Die Lebensdauer von PV-Modulen wird von den Herstellern mit über 30 Jahre angegeben. Die meisten Hersteller verfügen zudem über Garantiebedingungen, in denen festgehalten ist, wel-che Leistung die PV-Module noch nach einer gewissen Zeit mindestens aufweisen (z.B. noch 80 % nach 20-25 Jahren). Die Leistungsminderung von PV-Modulen beträgt somit etwa 1 % pro Jahr.

 

Wann rechnet sich eine Investition?

DWie Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage ist abhängig von der Höhe der Investitionskosten, der gewährten Förderungen und der derzeitigen Strombezugskosten. Grundsätzlich rechnet sich eine geförderte PV-Anlage nach ca. 10-15 Jahren. Wird eine Anlage ohne Förderungen errichtet beträgt die Amortisationszeit ca. 15-20 Jahre.

 

Wie viel des erzeugten PV-Stromes kann selbst genutzt werden?

Für einen normalen Haushalt kann davon ausgegangen werden, dass im Jahr ca. 20-25 % des erzeugten PV-Stromes physikalisch auch selbst im Haushaltsbereich genutzt werden können (bei Annahme von 4.500 kWh/a Verbrauch und ca. 5.000 kWh/a Erzeugung durch PV). Die übrige Energiemenge muss ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

 

Wie hoch ist die energetische Amortisationszeit von PV-Anlagen?

Unter der energetischen Amortisationszeit versteht man jenen Zeitraum, in dem PV-Module so viel Energie produziert haben, wie bei der Produktion dafür benötigt wurde. Derzeit geht man davon aus, dass eine PV-Anlage je nach verwendeten Zellen bereits innerhalb von zwei bis drei Jahren so viel Strom produziert hat, wie bei der Herstellung benötigt wurde. Danach produziert die Anlage für die restliche Lebensdauer von über 30 Jahre umweltfreundlichen und vor allem emissionsfreien Strom.

 

Was muss bei der Auslegung der PV-Anlage beachtet werden?

Eine PV-Anlage sollte grundsätzlich nach Süden ausgerichtet sein, mit einem Aufstellwinkel von ca. 30 ° und es sollte möglichst keine Beschattungen oder Teilbeschattungen (Bäume, Häuser, etc.) geben. Werden Wirkungsgradverluste von 10-15 % in Kauf genommen, kann eine PV-Anlage auch nach Osten bzw. Westen in einem Winkel von 0-40 ° errichtet werden. Nähere Informationen zur Auslegung von PV-Anlagen finden Sie unter www.pvaustria.at.

 

Wie hoch sind die Betriebskosten eine PV-Anlage?

Die jährlichen Betriebs- und Wartungskosten einer PV-Anlage inkl. Versicherung betragen zwischen 1 und 2 % der Investitionskosten.

 

end faq