Photovoltaik – für die Umwelt und die Geldbörse

Im Zuge des fortschreitenden Klimawandels ist der Ersatz von fossilen Brennstoffen durch erneuerbare Energien zur Stromerzeugung eines der wichtigsten Unterfangen in dem 21. Jahrhundert. Der geplante Kohleausstieg sowie das endgültige Aus der Atomenergie verbunden mit hochgesteckten Zielen der Bundesregierung zum Klimaschutz ist schlichtweg ohne eine funktionierende nachhaltige Photovoltaikinfrastruktur nicht denkbar.

Aber nicht nur für unsere Natur und Umwelt ist dies von immenser Bedeutung, sondern auch als Privatperson ist die Nutzung und Einspeisung von umweltfreundlicher Solarenergie durchaus finanziell lukrativ. Durch immer effizientere Wirkungsgrade der Solarzellen ist dies auch auf kleiner Ebene umsetzbar und durchführbar.

Photovoltaik bezeichnet die Erzeugung von elektrischem Gleichstrom durch die direkte Umwandlung von Sonnenlicht mit Hilfe von Solarzellen. Im Weltraum kommen Solarzellen schon seit 1958 zum Einsatz. Denn wo sonst sollte im Weltraum der Strom herkommen?

Inzwischen wird die Photovoltaik längst auch auf der Erde genutzt. Photovoltaikanlagen erzeugen mit Hilfe von Solarmodulen – diese können zum Beispiel auf Dächern installiert werden – elektrischen Gleichstrom (12 Volt). Dieser wird dann mit Hilfe eines Wechselrichters zu Wechselstrom gewandelt (230 Volt) und ins Stromnetz eingespeist. So kann auch der Nachbar mit Sonnenstrom seinen Computer betreiben.

Eine Photovoltaikanlage sollte im Idealfall immer nach Süden ausgerichtet und nicht beschattet werden. So sind Sonneneinstrahlung und damit der Ertrag am höchsten. Schon eine 20 bis 30 qm große Photovoltaikanlage auf dem Hausdach kann einen Haushalt mit Strom von der Sonne versorgen. Und geeignete Dachflächen gibt es genügend!

Funktionsprinzip der Photovoltaik

Grundlage für die Stromerzeugung anhand von Solarzellen ist der photoelektrische Effekt. Dieser photoelektrische Effekt wurde zum ersten Mal durch Alexander Edmond Bequerel 1839 entdeckt und beschrieben. Durch ein Experiment stellte er den Zusammenhang zwischen einem Lichteinfall auf zwei elektrolytischen Zellen und einem Stromfluss fest.
Durch die Arbeit von Albert Einstein konnte dieser lichtabhängige Stromfluss nun physikalisch erklärt werden und ist heute Grundlage für die Produktion von nachhaltiger elektrischer Energie anhand von Solaranlagen.

Sehr viele dieser einzelnen Solarzellen werden zu Solarmodulen zusammengefasst und dann dem natürlichen Sonnenlicht exponiert. Durch den Lichteinfall und mithilfe des photoelektrischen Effekts wird in diesen Modulen nun Gleichstrom produziert. Damit diese gewonnene Energie nun entweder in das öffentliche Stromnetz eingespeist oder im eigenen Wohnheim benutzt werden kann, muss dies durch einen Wechselrichter in Wechselstrom konvertiert werden.

Ausführungsplanung

Die Planung der Installation und des Betriebs einer Photovoltaikanlage bedarf einer soliden Vorbereitung da es sich hier nicht um ein kurzfristiges Projekt handelt. Um die durchschnittliche Nutzungsdauer einer Photovoltaikanlage von 20 Jahren optimal auszunutzen, um damit den größtmöglichen Gewinn aus diesen erneuerbaren Energien zu erwirtschaften, müssen diverse Fragen im Vorfeld geklärt werden.

– Wie hoch ist Ihre verfügbare Fläche für eine Freiflächen-Montage bzw. einer Dachmontage?
– Welche Art und Qualität sollen die Solarmodule haben?
– Wird die Anlage fremd- oder eigenfinanziert?
– Wie hoch sind die Investitions- und Betriebskosten?
– Mit welcher Amortisationszeit wird gerechnet?
– Mit welcher Einspeisevergütung kann Ich rechnen und sind Fördermittel abgreifbar?

Diese Fragen müssen zwingend vor einer etwaigen Investition geklärt und akribisch durchgeplant werden. Nur so kann ein finanziell lukratives Geschäft kreiert werden.

Um Ihnen eine möglichst reibungslose und gewinnbringende Photovoltaikanlagen Investition zu bieten gibt unsere Seite Ihnen alle nötigen Informationen.

Überblick über derzeitige Photovoltaik Module

Derzeit sind auf dem Markt viele verschiedene Photovoltaik Module vorhanden, welche alle Vor- und Nachteile haben. Durch diese verschiedenen Eigenschaften ist nicht automatisch jedes Modul für jedes geplante Projekt sinnvoll und gerade deshalb ist es wichtig sich mit der Technik auseinander zu setzen.

Im Moment sind polykristalline Photovoltaik Module am weitesten verbreitet. Dadurch dass die interne Kristallorientierung nicht immer genau gleich sein muss, können diese mithilfe von Gießverfahren hergestellt werden. Das günstige Gießverfahren senkt somit die Herstellungskosten erheblich und folglich auch die Anschaffungskosten.
Der Nachteil dieser polykristallinen Photovoltaik Modulen ist der vergleichsweise niedrige Wirkungsgrad von circa 15% und 18%.

Im Gegenzug dazu stehen die monokristallinen Photovoltaik Module. Diese müssen immer die gleiche interne Kristallorientierung aufweisen und sind deshalb in der Herstellung teurer als die eben beschriebenen polykristallinen Photovoltaik Module.
Für diesen höheren Anschaffungsaufwand besitzen Sie eine dafür eine bessere Qualität und damit einen höheren Wirkungsgrad. Dieser liegt je nach Hersteller zwischen 19% und 23%.

Eine neue Technologie wird mit Dünnschichtmodulen durchgesetzt. Ein standardisiertes Produktionsverfahren verbunden mit einem sehr viel geringerem Rohstoffbedarf resultieren in einem Anschaffungspreis, welcher im Moment auf dem Markt ungeschlagen ist. Weiterhin haben die verwendeten Rohstoffpreise eine hohe Flexibilität sowie eine sehr hohe Effizienz bei diffuser Lichteinstrahlung. Als Nachteil ist allerdings ein relativ niedriger Wirkungsgrad zu verzeichnen.

Diese drei oben angeschnittenen Modultypen sind die am weitesten verbreitenden Modultypen. Jedoch wird hier anhand der diversen technischen Spezifikationen schnell klar wie wichtig hier auch das technische Verständnis ist um eine erfolgreiche Wahl zu treffen. Weitere wichtige Aspekte sind einfallende Strahlung, Beleuchtungszeit sowie weitere Standortfaktoren.

Modulpreise – Anschaffung

Anschaffungspreise hängen wie bei nahezu allen anderen Produkten hauptsächlich von der angebotenen Qualität, hergestellten Stückzahlen sowie Markenpräsenz des Fabrikats ab.
Hinsichtlich der Qualität ist der größte Faktor hier der Wirkungsgrad sowie die Verarbeitungsgüte, das heißt, dass mit steigender Qualität sich der Preis ebenso erhöht.

Um sinnvoll Preise von Solarstromanlagen zu vergleichen werden die diversen Angebote auf einen gemeinsamen Nenner heruntergebrochen. In diesem Fall ist dieser gemeinsame Nenner durch die Gesamtkosten pro produzierter Kilowattstunde vertreten. Eine Kilowattstunde ist definiert als die Energie welche ein elektrisches Gerät mit einer Leistung von 1000 Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt.

Seit 2006 ist der Preis von schlüsselfertigen Solarstromanlagen um nahezu zweidrittel auf knapp 1700 € pro produzierter Kilowattstunde gesunken.
Durch den Ausbau der Produktionskapazitäten und Einstieg vieler neuer Firmen wird der Konkurrenzkampf erhöht. Der Bedarf an nachhaltiger Energie wird durch ein immer größer werdendes Umweltbewusstsein sowie staatliche Förderungen in Zukunft nur steigen.

Dies sind alles vielversprechende Anzeichen, dass der Preis weiterhin sinken wird. Gepaart mit höheren Vergütungspreisen wird die Installation und der Betrieb immer lukrativer.

Modulpreise – Betrieb

Obwohl die Inbetriebnahme einer fertigen Photovoltaikanlage den weitaus größten Teil der Finanzierung, also Module, Wechselrichter, Montage, Kabelwerk, usw., ausmacht sind laufende Betriebskosten nicht zu vernachlässigen.

Anfallende Instandhaltungen, regelmäßige Wartungen sowie Reinigungsarbeiten und Versicherungsprämien sind hier zu nennen. Auch wenn diese Kosten insgesamt nur etwa zwei Prozent von den Anschaffungskosten pro Jahr betragen, ist es sinnvoll etwaige Anbieter miteinander zu vergleichen, um auch hier rentabel zu bleiben.

Finanzielle Einspeisevergütung

Die Einspeisevergütung für den produzierten Solarstrom ist Grundlage für eine gewinnbringende Operation. Das Zentrale Instrument zur Regelung und dem Ausbau von erneuerbaren Energien ist das Erneuerbare Energien Gesetz, kurz EEG, der Bundesregierung. Dieses Gesetz schützt auch Sie als Produzent da es garantierte Einspeisevergütungen sicherstellt.

Als Betreiber einer Solarstromanlage erhält man eine Vergütung für 20 Jahre in denen man elektrische Energie in das öffentliche Netz einspeist. Die Höhe der Vergütung für den erzeugten Strom wird laufend aktualisiert, wird jedoch ab dem Tag der Inbetriebnahme für den Zeitraum von 20 Jahren festgesetzt.

Für den Monat Juli 2021 beträgt die Vergütung für eingespeisten Strom 7,47 Cent pro Kilowattstunde bei Anlagen mit weniger als 10 Kilowatt. Als Vergleich dazu betrug die Vergütung im Januar 2021 noch 8,16 Cent.
Man merkt hier, dass es sich um eine fortschreitende monatliche Degression handelt und man hier den Zeitpunkt zum Einsteigen möglichst zeitnah wählen sollte. Abseits von fallenden Einspeisevergütungen lohnt sich die Produktion von umweltfreundlichem Solarstrom zum Eigenbedarf in jedem Fall.

Wirtschaftlichkeitsprognose

Die Wirtschaftlichkeit von einer Photovoltaikanlage hängt maßgeblich von drei Komponenten ab.

1. Investitions- und Betriebskosten
2. Eigenverbrauch
3. Menge an eingespeistem Strom und deren Vergütung

In dem heutigen digitalen Zeitalter werden diese Berechnungen und Prognosen fast ausschließlich durch Applikationen durchgeführt. Hierzu kann anhand des Photovoltaikrechners eine ungefähre Planung vorgenommen werden.
Die genaue fachspezifische Wirtschaftlichkeitsrechnung wird dann selbstverständlich von einem Experten aufgestellt.

Fazit

Photovoltaikanlagen bieten eine Möglichkeit elektrischen Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu produzieren welcher umweltfreundlich und nachhaltig ist. Die Zukunftsfähigkeit von diesem Energieträger ist unangefochten unter den Top 3 und wird daher seit Jahrzehnten schon weiterentwickelt und verbessert.

Durch die Sicherheit einer staatlichen finanzielle Förderung, günstige Zinssätze für Kredite, immer mehr fallende Anschaffungspreise sowie wartungsarme Systeme, ist die Gewinnung von elektrischer Solarenergie aus erneuerbaren Energien ein ökologisch wie ökonomisch rentables Projekt.