Initiative Elektromobilität | Photovoltaik/...
Grundlagen Photovoltaik (PV)
Während fossile Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas begrenzt vorhanden sind, da sie Millionen Jahre zu Regeneration benötigen, sind die Erneuerbaren Energien unbegrenzt oder immer wieder neu verfügbar.
Um unseren Planeten lebenswert zu erhalten, ist – neben der bewussten Energieeinsparung – der Einsatz von Erneuerbaren Energien ein wesentlicher Beitrag zum Klimaschutz.
Vor dem Hintergrund des Krieges in der Ukraine, knapper werdenden Ressourcen und stark steigenden Energiepreise beschäftigen sich viele Bürger*innen mit der Frage, wie sie den eigenen Energieverbrauch senken und unabhängig von fossiler Energie werden können.
Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von (Sonnen-)Licht in elektrischen Strom. Photovoltaik ist die Technologie, mit der Hausbesitzer*innen klimafreundlichen Grünstrom selbst erzeugen und auch direkt verbrauchen können.
Der Begriff Photovoltaik wird oft mit dem Begriff Solarthermie verwechselt. Bei der Solarthermie wandeln Kollektoren die Sonneneinstrahlung in nutzbare Wärme um. Sie wird in der Regel über Wärmetauscher für die Heizung und Warmwasserbereitung eingesetzt.
Wie ist eine PV-Anlage aufgebaut und wie funktioniert diese?
Eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage funktioniert nach einem einfachen Prinzip. Während Licht auf die Solarzellen fällt, erzeugen diese daraus Gleichstrom. Die einzelnen Solarzellen sind zu größeren Solarmodulen verschaltet. Die einzelnen Solarmodule sind wiederum zum Solargenerator zusammengeschaltet. Der erzeugte Gleichstrom wird mithilfe des Wechselrichters zu Wechselstrom umgewandelt. Dank der Umwandlung kann der Wechselstrom direkt ins öffentliche oder privat genutzte Stromnetz eingespeist werden und so die eigenen Stromkosten gesenkt werden. Für den in das öffentliche Stromnetz eingespeiste Strom erhält der/die Anlagenbetreiber*in eine Einspeisevergütung.
Strahlungsenergie / Globalstrahlung
Der Ertrag einer Photovoltaikanlage hängt von der Strahlungsenergie der Sonne ab. Die gesamte Strahlung unserer Sonne bezeichnen wir als Solarstrahlung. Die Leistung, die tatsächlich auf den Erdboden trifft, heißt Globalstrahlung. Die Globalstrahlung beeinflusst in direktem Maße den Ertrag einer Photovoltaikanlage (neben technischen Faktoren und Ausrichtung der Anlage zur Sonne). Die Jahressumme variiert in Deutschland zwischen 982 kWh/m² und 1.191 kWh/m² je nach Region. Um die Sonneneinstrahlung zu messen, ist der Winkel zwischen Sonnenstrahl und Solarmodul wichtig, der so genannte Einstrahlwinkel. Dieser ändert sich auch je nach Tages- und Jahreszeit und kann durch die Dachneigung beeinflusst werden.
Energetische Amortisation
Die energetische Amortisation bezeichnet den Zeitraum, in dem die Photovoltaik-Anlage ebenso viel Energie produziert hat, wie zu ihrer Herstellung benötigt wurde. Durch Forschungen und immer effektivere Produktionsmethoden konnten bislang sehr gute Werte erreicht und die Umweltbilanz verbessert werden. Die energetische Amortisationszeit von Photovoltaik liegt demnach aktuell zwischen 1 bis 2 Jahren, abhängig von den verwendeten Solarmodulen.