Die Sonne liefert so viel Energie, dass wir den Energiebedarf der Menschheit etwa 10.000 Mal decken könnten. Das zeigt das enorme Potential der Sonne als erneuerbare Energiequelle. Photovoltaik-Anlagen wandeln die Energie der Sonne in elektrischen Strom um und machen sie dadurch für uns nutzbar. Wir haben uns die Unterschiede zwischen Photovoltaik und Solarthermie angesehen und mit einem Experten über Vor- und Nachteile, Fördermöglichkeiten und Kosten von Photovoltaik-Anlagen gesprochen.
Unterschied: Photovoltaik- und Solaranlage
Sowohl Photovoltaik- also auch Solarthermie-Anlagen sind jahrelang erprobte Technologien und nutzen die Energie der Sonne. Eine Solarthermie-Anlage, umgangssprachlich oft als Solaranlage bezeichnet, dient der Erwärmung von Wasser um den Wärme- und Warmwasserbedarf zu decken und Gebäude zu beheizen. Solarthermie-Kollektoren, die beispielsweise auf dem Dach angebracht sind sammeln die Sonnenenergie. Ähnlich wie bei einem Gartenschlauch der lange in der Sonne liegt, erwärmt sich ein Gemisch aus Wasser und Frostschutz in den Kollektoren. Ein Wärmetauscher leitet die Wärme in einen Pufferspeicher weiter wo sie für mehrere Tage gespeichert wird. Eine Solarthermie-Anlage leistet einen wesentlichen Beitrag zur Versorgung eines Haushalts mit Warmwasser. Zusätzlich kann der Wärmespeicher der Heizanlage mit Energie aus dem Solarkreislauf versorgt werden, um das Gebäude zu beheizen.
Die Funktionsweise einer Photovoltaikanlage ist etwas komplexer. Sie wandelt Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Photovoltaik-Module bestehen zu einem großen Teil aus Siliziumschichten, die ein elektrisches Feld erzeugen. Sonnenlicht regt die Elektronen an sich zu bewegen, wodurch sich die Ladung des elektrischen Feldes verändert und Gleichstrom erzeugt wird. Ein Wechseltrichter wandelt den dabei entstehenden Gleichstrom in Wechselstrom um.
Vorteile einer Photovoltaik-Anlage
Ein großer Vorteil von Sonnenenergie ist, dass sie frei zur Verfügung steht. Jede Kilowattstunde Strom, aus einer erneuerbaren Energiequelle muss nicht aus fossilen Brennstoffen erzeugt werden. Auch die Transportwege fossiler Brennstoffe entfallen. Bei der Stromerzeugung durch eine Photovoltaikanlage fällt kein CO2 an. „PV-Anlagen sparen in etwa 3 Jahren so viel CO2 ein, wie sie in der Produktion brauchen. Das heißt in 3 Jahren sind sie ökologisch amortisiert“, so Konstantin Kloss über das CO2, dass bei der Produktion von PV-Anlagen anfällt. Kloss ist Experte für PV-Anlagen bei der Power Solution Energieberatung GmbH.
Photovoltaikanlagen sind ein wichtiger Teil der Energiewende. Der Solarstrom, der nicht direkt verbraucht wird, wird ins öffentliche Netz eingespeist. Besitzer*innen einer Photovoltaik-Anlage werden somit zu Stromerzeugern. Das wirkt sich positiv auf die Stromrechnung aus: Da nur geringe laufende Kosten bei PV Anlagen anfallen und sich die Stromlieferung aus dem Netz reduziert. Für den eingespeisten Strom bekommt man eine marktabhängige Vergütung.
Besitzer*innen einer PV-Anlage und eines Elektroautos reduzieren so übergreifend ihre CO2 Emissionen und senken die laufenden Energiekosten .
Nachteile einer Photovoltaik-Anlage
Die Leistung einer Photovoltaikanlage ist stark witterungs- und ortsabhängig. Umso südlicher gelegen, umso mehr Strom kann eine PV-Anlage erzeugen. Der Stromertrag ist somit starken Schwankungen unterworfen.
Während eine PV-Anlage kaum laufende Kosten verursacht und auch der Wartungsaufwand überschaubar ist, sind die Anschaffungskosten höher „Eine an das Verbraucherverhalten ausgelegte PV Anlage rechnet sich in weniger als 10 Jahren. Ab diesem Zeitpunkt ist die Anlage amortisiert und der PV Strom wird gratis und CO2 neutral zur Verfügung gestellt.“, erklärt Kloss.
Ein weiterer Nachteil einer PV-Anlage ist, dass die Leistung der Solarmodule im Laufe der Zeit etwas abnimmt. „Ein natürlicher Verschleiß ist gegeben. Mit den PV-Modulen, die wir bei Power Solution verwenden schaffen wir es nach 25 Jahren die Leistung bei mindestens 85 Prozent zu halten – das ist die Herstellergarantie.“
Welche Photovoltaik-Speicher gibt es?
Der Strom aus einer PV-Anlage, den der Erzeuger nicht selbst verbrauchen kann, wird ins Netz eingespeist. Wer den Strom seiner PV-Anlage selbst nutzen möchte, braucht einen Stromspeicher. Modelle mit Lithium-Ionen- und Bleisäure haben sich dabei durchgesetzt.
Die Stromspeicher sind mit verschiedenen Anschlüssen verfügbar. Über den besten Wirkungsgrad verfügen DC-Speicher und AC-Speicher. Ein DC-Speicher ist ein Gleichstromspeicher. Er speichert den Gleichstrom direkt und muss vor der Verwendung von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Ein AC-Speicher, ein Wechselstromspeicher, wandelt den von der Photovoltaikanlage erzeugten Strom vor der Speicherung in Wechselstrom um. Hybridspeicher kombinieren diese beiden Techniken.
Ein Stromspeicher kann bei einem Stromausfall kurzfristig die Stromversorgung sicherstellen. „Im Falle eines Energie-Blackouts kann der Batteriespeicher die Versorgung je nach Bedarf für einen kleinen Zeitraum überbrücken. Aufgrund der geringen Speicherkapazität sind sie aber nicht zur Notversorgung geeignet,“ erklärt Konstantin Kloss, . Ein wesentlicher Vorteil eines Stromspeichers ist jedoch, dass er den selbstproduzierten Strom auch nachts oder wenn keine Sonne scheint verfügbar macht.
Fördermöglichkeiten einer PV-Anlage
Um Anreize für eine klima- und umweltfreundliche Energieversorgung zu schaffen gibt es immer wieder Förderungen für den Bau von PV-Anlagen. Ein bundesweiter Fördertopf kommt von der Abwicklungsstelle für Ökostrom.
Wann lohnt sich eine PV-Anlage?
Die Amortisationsdauer, also der Zeitraum der vergeht bis sich eine Photovoltaik-Anlage rentiert, hängt in erster Linie von der Größe der Anlage, aber auch von der Witterung und der Lage ab. „Je Größer die Anlage, desto günstiger wird das kWp, weil gewisse Fixkosten wie Montage, Verkabelung, Wanddruchbrüche usw. nur gering von der Anlagengröße abhängig sind“, so Kloss. Im Schnitt liegt sie bei etwa 7 bis 8 Jahren, bei Kleinanlagen (unter 10kW) etwas länger. Seriöse Berechnungen berücksichtigen auch den Leistungsabfall.
Wenn du dich für die Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage interessiert setzt du dich am besten gleich mit Photovoltaik-Experten bei der power solution in Verbindung. Auf Basis deiner Stromrechnung können sie dir auch eine erste Abschätzung zu Möglichkeiten und Kosten geben.
Quellen
hee, die App gibt’s da:
