Photovoltaik - Sonnenstrom

Stromerzeugen mit Sonnenenergie

Sieben Quadratmeter Solarzellen, Wechselrichter, Einspeisezähler,
Elektroinstallationen - dies sind die Grundelemente einer 1 kWpeak Photovoltaik-Anlage,
mit der in Bremen jährlich etwa 850 bis 900 kWh Strom erzeugt werden können.

Im Land Bremen waren zum 31.12.2016 1.964 Anlagen mit einer Gesamtleistung von 41,4 MW registriert. Die Stromerzeugungskapazität liegt somit bei 34,37 Millionen Kilowattstunden pro Jahr. Damit können knapp 13.750 durchschnittliche Bremer/Bremerhavener Haushalte solar versorgt werden.

Funktion

Photovoltaik bezeichnet die di­rekte Umwandlung von Sonnen­licht in Strom – und das ganz ohne Schadstoff­ausstoß. Möglich wird dies durch Solarzel­len, die in der Regel aus dem Halbleitermaterial Silizium beste­hen. Viele Solarzellen bil­den – in Module integriert – das Kernstück jeder Photovoltaik-Anlage, den Photovoltaik-Gene­rator.
Grundsätzlich müssen zwei Anla­gentypen unterschieden werden: Zum einen so genannte Inselanla­gen, bei denen Solarbatterien den erzeugten und nicht sofort benö­tigten Strom speichern. Solche Photovoltaik-Anlagen kommen in stromnetzfernen Gebieten, z.B. auf Inseln oder in Berghütten zum Einsatz. Zum anderen netzgekoppelte Anlagen, bei denen das normale Stromnetz als Spei­cher dient: Nicht direkt benötig­ter Strom wird in das Netz eingespeist. Dieser Anla­gentyp ist in Deutschland am weitesten verbreitet.

Dachausrichtung und Neigung

Geeignet sind Dächer mit einer Ausrichtung zwischen Südwest und Südost und einer Dachneigung zwischen 25 bis 50 Grad. Ideal sind in unseren Breiten 36 Grad. Bei Flachdächern wird die Anlage auf spezielle Ständer gestellt.

Kosten

Die Kosten pro kWp liegen derzeit – je nach Anlagengröße und -art – zwischen 1.300 und 1.700 Euro (netto).

Module

Monokristalline Module bestehen aus Solarzellen, die einen hohen Wirkungsgrad bis ca. 22 Prozent, allerdings auch einen großen Material- und Energieeinsatz haben. Polykristalline Zellen bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung und einen geringfügig kleineren Wirkungsgrad aufweisen, die aber auch etwas günstiger sind als monokristalline Zellen. Die meisten Dünnschichtmodule hingegen haben deutlich niedrigere Wirkungsgrade, aber auch eine größere Leistungsdichte, was zu sehr geringem Materialbedarf und damit niedrigem Energieeinsatz führt.
Für die Solarmodule geben die Hersteller Garantiezeiten zwischen 10 und 30 Jahren – ein Zeichen für den hohen Qualitätsstandard und die hohe Lebenserwartung der Produkte.
Die Energierücklaufzeiten einer Photovoltaik-Anlage, d.h. die Zeitspanne, in der die Anlage soviel Energie erzeugt hat, wie zu ihrer Herstellung benötigt wurde, beträgt etwa zwei bis vier Jahre bei einer Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren.

Ertrag

Ein Photovoltaik-Generator mit einer Spitzenleistung von 1 kWp benötigt eine Fläche von ungefähr 7 (monokristalline Module) bis 14 m² (Dünnschichtmodule). Eine gut ausgerichtete Anlage dieser Größe erzielt in Bremen einen jährlichen Energieertrag von 850 bis über 900 kWh.

Anmeldung

Eine Photovoltaik-Anlage muss sowohl beim lokalen Netzbetreiber als auch bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Ein Vertrag ist allerdings nicht nötig, es reicht das EEG.

Baugenehmigung

Ob eine Photovoltaik-Anlage genehmigungspflichtig ist, richtet sich nach dem Landesbaurecht. Im Land Bremen gilt die Landesbauordnung vom Mai 2010. Dachparallele Solaranlagen in und an Bauwerken sind mit Ausnahme von denkmalgeschützten Gebäuden genehmigungsfrei. Bei aufgeständerten PV-Anlagen auf Flachdächern ist eine Baugenehmigung erforderlich. Hierzu ist dem Bauantrag eine Baubeschreibung und ein statischer Nachweis beizufügen. Die Ausführungsplanung muss von einem Architekten, Statiker oder einem anderen Baulagevorberechtigten erstellt werden.

Einspeisemanagement

Auflagen zum Einspeisemanagement (Netzintegration)
In § 9 des EEG 2017 werden technische Vorgaben zum Einspeisemanagement für PV-Anlagen vorgeschrieben. Hierbei sind die Bedingungen von der Anlagengröße abhängig.

a) Anlagen mit höchstens 30 kW Leistung müssen entweder mit einer technischen Einrichtung ausgestattet sein, die es den Netzbetreibern bei Netzüberlastung ermöglicht, die Einspeiseleistung ferngesteuert zu reduzieren oder die maximale Wirkleistungseinspeisung muss dauerhaft auf 70% der installierten Leistung begrenzt werden. Durch die letztgenannte Möglichkeit wird die eingespeiste Strommenge um mehrere Prozent (einstelliger Bereich) reduziert, dies soll die Netze aber erheblich entlasten.
 
b) Anlagen mit mehr als 30 kW bis maximal 100 kW Leistung müssen mit einer technischen Einrichtung ausgestattet sein, die es den Netzbetreibern bei Netzüberlastung ermöglicht, die Einspeiseleistung ferngesteuert zu reduzieren.
 
Anlagenbetreiber, deren Einspeiseleistung ferngesteuert reduziert wird, müssen darüber unterrichtet werden und erhalten eine Entschädigung (s. EEG §§ 14 u. 15).