Technik: So funktionieren Solaranlagen

Welche Unterschiede gibt es zwischen den verschiedenen Modultypen für Solaranlagen?

Solaranlagen unterscheiden sich durch die unterschiedlichen Module, die unterschiedliche Leistungen erbringen. Die “Kristallinen Silizium-Zellen” sind der Standard bei Photovoltaik-Anlagen. Auf Grundlage von Silizium, das extra für die Module aufgearbeitet wird, erfüllen sie hohe Ansprüche, sind preisgünstig und effektiv. Einziger Nachteil: PV-Module aus kristallinen Silizium-Zellen absorbieren relativ wenig Licht. Deshalb werden diese mit einer Mindeststärke von 100 Mikrometern gefertigt, was im Umkehrschluss das Gewicht und die Kosten erhöht.

Solarzelle Wärmebild

Mit einer Wärmebildkamera erkennen Experten beschädigte Solarzellen. (Bild: Von Bauthermografie & Luftdichtheitsprüfung Lutz Weidner, Wichmar – http://www.bauthermografie-luftdichtheit.de, CC BY-SA 3.0)

“Dünnschicht Solarzellen unterscheiden sich namensgebend in der Stärke der Module. Während die Silizium-Elemente 100 Mikrometer vorweisen sollten, genügt es, die Dünnschicht-Module mit 10 Mikrometern zu fertigen. Aus diesem Grund sind die dünneren Photovoltaik-Anlagen auch wesentlich günstiger. Dafür müssen ein niedrigerer Wirkungsgrad und eine kürzere Lebensdauer in Kauf genommen werden. Wer mehr Energie aus der Sonnenkraft rausholen möchte, sollte deshalb zum teureren Kristallinen-Model greifen.

Die aktuelle Oberklasse im Bereich der Photovoltaik-Anlagen stellen die “nanostrukturierten Module” dar. Die Zukunftstechnologie ermöglicht es, extrem dünne Module herzustellen, die aus wenig Licht elektrische Energie wandeln kann. So könnte zum Beispiel eine sonnenreiche Innenwand mit Modulen “tapeziert” werden und so kontinuierlich Strom erzeugen.

Solaranlage auf Scheunendach

Solaranlagen auf Dächern sind dank der Neigung besonders effektiv. (Bild: Antranias/Pixabay unter CC0)

Wie sieht die ideale Lage für Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach aus?

Bevor man über die Installation einer Photovoltaik- / Solaranlage nachdenkt, sollte man die eigenen Rahmenbedingungen prüfen. Um effizient zu arbeiten, gibt es einige Faktoren, die vor Baubeginn zu kontrollieren sind.

Rahmenbedingungen für Photovoltaikanlagen

  • Dach mit Südausrichtung / Südwest-Ausrichtung
  • Dachneigung von 30-45°
  • freier Blick Richtung Sonne
  • keine Bäume oder größere Strommasten
  • keine verdeckenden Gebäude

Am wichtigsten ist die Ausrichtung des Daches. Den größten Teil des Tages und gerade zur Mittagszeit sollte die Anlage mit Sonneneinstrahlung versorgt werden. Auch eine Ausrichtung nach Südwesten funktioniert, solange die Abendsonne nicht von Bäumen oder anderen Gebäuden verdeckt wird. Wessen Dach jedoch Richtung Norden oder Osten zeigt, hat leider nur wenige Chancen, mit einer Solaranlage Geld zu sparen.

Frau mit Solaranlage Simon

Kleine Solaranlagen wie der Simon können auch auf engen Raum genutzt werden. (Bild: Presse Simon.Energy)

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Dachneigung, besonders für Privatmenschen. Denn während große Anlagen auf Flachdächern gebaut und dabei mit Winkeln versehen werden, sollte das heimische Dach nicht noch baulich verändert werden. Der ideale Winkel ergibt sich natürlich aus dem Sonnenstand. In Mitteleuropa sollte die Neigung für eine Photovoltaikanlage auf dem Dach deshalb zwischen 30-45° liegen. Sind diese Faktoren abgedeckt, und keine störenden Gegenstände trüben die Sonneneinstrahlung, steht einer lukrativen Investition in eine Solaranlage nichts im Weg.

Welche Größe der Solaranlage ist angemessen?

Das kommt auf die eigenen Anforderungen an. Wer nur die eigenen vier Wände mit quasi kostenlosem Strom versorgen will, kann die Solaranlage kleiner dimensionieren. Wer die Anlage jedoch als Geldanlage sieht und mit der Einspeisung Profit erwirtschaften will, sollte direkt größer dimensionieren.

Beispiel 1: Eine vierköpfige Familie verbraucht im Jahr zwischen 3500-4000 kWh. Geht man davon aus, dass ein Modul (1000 kWh) eine Fläche von etwas mehr als 8 m² benötigt, ergibt sich eine Gesamtfläche von gut 35 m², die auf dem Dach einzuplanen sind. Die Rechnung geht dabei vom Idealfall aus, in dem die Dachneigung (30-45°) und die Ausrichtung des Dachs (Süden) stimmt. Würde eine Anlage dieser Größenordnung installiert werden, könnten die Stromkosten gen Null gedrückt werden.

Photovoltaik Wand

Solarmodule können auch an Fassaden befestigt werden. (Bild: Von Rama – Eigenes Werk, CC BY-SA 2.0 fr)

Beispiel 2: Eine komplette Dachfläche mit Südausrichtung soll zur Erwirtschaftung von Profit aus der EEG-Umlage genutzt werden. Es stehen ca. 130 m² zur Verfügung. Der Strom soll direkt an den lokalen Versorger gehen und nicht zur Eigennutzung im Haus verbleiben. Insgesamt könnten somit 16250 kWh an Strom erzeugt werden. Bei einem Preis von ca. 0,12 Euro pro Kilowattstunde, die man für die Einspeisung im Jahr 2016 erhält, würde die Anlage im Jahr knapp 2000 Euro erwirtschaften. Bei einer Laufzeit von mindestens 20 Jahren kommen somit 40.000 Euro zusammen.

Es gilt also vorab einzuschätzen, wie die Solaranlage auf dem heimischen Dach genutzt werden soll. Als Sparmittel für die eigene Stromrechnung reicht bereits eine relativ kleine Anlage. Da die Einspeisevergütung kontinuierlich weiter fällt, sollte genau überlegt werden, ob die Anschaffungs- und Wartungskosten weiterhin amortisiert werden.