Was ist Photovoltaik?
Der Begriff Photovoltaik setzt sich aus dem griechischen Wort für Licht (Phos) und der Maßeinheit für die elektrische Spannung (Volt) zusammen. Somit geht es bei dieser Technik also darum, aus Sonnenlicht Strom herzustellen. Die elektromagnetische Strahlung des Sonnenlichts, sogenannte Photonen, werden von Solarzellen, die aus speziell bearbeiteten Halbleitermaterialien bestehen, aufgefangen. In diesen Fotozellen setzt die energiereiche Strahlung dann Elektronen in Bewegung und erzeugt so Strom.
Die Energie der Sonne nutzen
Bei einer Photovoltaik-Anlage handelt es sich um eine Solarstromanlage, die aus einer Vielzahl von Fotozellen besteht. Die einzelnen Solarzellen sind aus Modulen zusammengesetzt und innerhalb der Anlage in sogenannten Strings miteinander verbunden. Eine Photovoltaik-Anlage erzeugt Gleichstrom, der dann durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Der so durch die Sonne erzeugte Strom kann dann im Eigenverbrauch direkt selbst genutzt, in Akkus gespeichert oder bei einer Überschussproduktion ins allgemeine Stromnetz eingespeist werden.
Wie funktioniert Photovoltaik?
Da die Photovoltaik-Anlage Licht in Strom umwandelt, ist ihre optimale Ausrichtung zur Sonne entscheidend. Sobald die Sonne scheint, treffen Lichtstrahlen auf die einzelnen Solarzellen. Diese Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, deren Leitfähigkeit sich bei einer Energiezufuhr durch die Sonne erhöht. Dadurch wandern Elektronen innerhalb dieser Fotozellen. Diese Wanderung ist letztendlich der Strom, der über ein Kabel als Gleichstrom dann zu einem Wechselrichter geleitet wird, wo dieser in Wechselstrom umgewandelt wird. Sobald die Sonne nicht mehr scheint, bricht auch der Energieeintrag durch das Sonnenlicht in sich zusammen und die Photovoltaik-Anlage produziert keinen Strom mehr.
Wie kann ich Photovoltaik nutzen?
Falls Sie eine Photovoltaik-Anlage für den privaten Gebrauch planen, sollten Sie zunächst eine geeignete Fläche, auf der die Anlage installiert werden kann, bestimmen. Ein besonders günstiger Standort für eine Photovoltaik-Anlage sind Dächer, da diese Flächen sowieso bereits vorhanden sind und von der Sonne ausreichend beschienen werden. Die Installation einer Solaranlage auf einem Schrägdach ist als Aufdach-Montage ohne größeren Aufwand möglich. Die Anlage liegt dann über der ursprünglichen Eindeckung, die weiter komplett funktionsfähig bleibt. Darüber hinaus schützt die Anlage das Dach vor direkter Bestrahlung durch die Sonne, sodass das Dach keiner zusätzlich großen thermischen Belastung ausgesetzt wird.
Die Photovoltaik-Module können bei einer gebäudeintegrierten Photovoltaik auch die Funktion des Daches ganz übernehmen und dienen dann sowohl dem Witterungsschutz als auch der Energiegewinnung. Ein Flachdach bietet ebenso einen guten Ort zur Aufstellung der Photovoltaik-Anlage. Anders als beim Schrägdach können auf einem Flachdach die einzelnen Module im optimalen Winkel und exakt auf die Sonne ausgerichtet werden, ohne dass Sie hierbei auf bauliche Vorgaben wie Dachschräge oder Gebäudelage Rücksicht nehmen müssen. Die ideale Ausrichtung zur Sonne zeigt nach Süden. Aber auch bei einer Ausrichtung von etwa 45 Grad liegen die Ertragseinbußen in Abhängigkeit vom Neigungswinkel der Photovoltaik-Anlage bei nur 5 %. Da fällt eine mögliche Verschattung des Daches durch andere Gebäude im Umkreis oder durch hohe Bäume mehr ins Gewicht. Da ein Schatten auf nur einem Teil der Anlage die Leistung des gesamten Systems vermindert, ist es sinnvoll, auf bestimmten Bereichen des Daches keine Anlage aufzustellen.
Neben dem Installationsort ist ein ganz wesentlicher Punkt bei der Planung der Anlage deren Größe und somit deren Leistungsfähigkeit. Schließlich geht es um eine Eigenverbrauchsoptimierung und Sie wollen vor allem Ihren jährlichen Eigen-Verbrauch mit Solarstrom decken. Den durch Ihre Photvoltaik-Anlage produzierten Strom können Sie dann zukünftig selbst nutzen, in Batterien für Zeiten ohne Sonnenschein zwischenspeichern oder bei einer Überproduktion in das Stromnetz Ihres Netzwerkbetreibers gegen Bezahlung einspeisen.