Photovoltaik: Aufbau und Funktionsweise
Der Aufbau einer Photovoltaikanlage ist nicht sonderlich kompliziert. Im Prinzip besteht das System aus drei wichtigen Hauptkomponenten mit unterschiedlichen Aufgaben:
1. Solarmodule
Die Photovoltaikmodule (PV-Module) sitzen meist auf dem Dach und fangen das Sonnenlicht ein. Aus der Energie der Sonne erzeugen sie Strom. Dafür sind mehrere Solarzellen zusammengeschaltet. Sie sind in verschiedenen Farben erhältlich, die sich aus der Zusammensetzung der darin enthaltenen Stoffe ergeben. Monokristalline Modelle enthalten reines kristallines Silizium und sind meist schwarz. Polykristalline Exemplare sind aus mehreren Silizium-Kristallen zusammengesetzt und eher blau oder lila. Es geht im Grunde also um die Art der Herstellung. Mit ihr verändern sich neben der Farbe auch andere Eigenschaften. So sind beispielsweise monokristalline Module effizienter, aber auch teurer.
Die Solarmodule gibt es in verschiedenen Ausführungen und Grössen.
2. Wechselrichter
Dieses recht kompakte Gerät ist hinter die Solarmodule geschaltet und übernimmt eine sehr wichtige Aufgabe, denn es wandelt den erzeugten Strom um. Die Module sind nur in der Lage, Gleichstrom zu produzieren. Das Stromnetz in Gebäuden läuft jedoch mit Wechselstrom. Zusätzlich steuert der Wechselrichter auch die gesamte Photovoltaikanlage. Ohne ihn wäre der Solarstrom also nicht nutzbar.
3. Stromzähler
Der Stromzähler misst den aus dem Netz bezogenen Strom in jedem Haushalt. Setzen Sie auf Photovoltaik, muss aber auch der abgegebene Strom erfasst werden. Eine Photovoltaikanlage produziert nämlich nicht nur Strom für den eigenen Verbrauch. Übersteigt Ihre Produktion den Eigenbedarf, fliesst der Überschuss in das öffentliche Netz. Sie tragen mit Ihrem produzierten Strom also dazu bei, dass auch andere Haushalte Solarenergie bekommen. Dafür erhalten Sie eine Rückvergütung (siehe unten).
Anlage planen: Das ist im Vorfeld zu beachten
Zunächst ist es wichtig herauszufinden, ob sich Ihr Haus für die Anbringung einer Photovoltaikanlage eignet. Dafür muss ausreichend Dachfläche zur Verfügung stehen. Dabei spielt es keine Rolle, ob Sie ein Flachdach oder ein Schrägdach besitzen – für beide Arten sind passende Lösungen erhältlich. Wichtiger ist hingegen, ob das Dach für das zusätzliche Gewicht tragfähig genug ist. Auch das Alter des Dachs spielt eine Rolle: In der Regel halten die Module der Anlage rund 30 Jahre. Das Dach sollte diese Zeit ebenfalls ohne notwendige Arbeiten überstehen, sonst droht im Zuge der Dachsanierung eine aufwendige Demontage der Photovoltaikanlage.
Bei einem bestehenden Flachdach in gutem Zustand lohnt sich meist eine Photovoltaikanlage, die auf dem Dach aufsitzt. Eine solche befindet sich oberhalb der Ziegel auf einem Gerüst. Planen Sie hingegen einen Neubau oder wollen das Dach erneuern, lohnt sich eine Indach-Lösung. Sie fügt sich optisch besser ins Gesamtkonzept des Gebäudes ein.
Ist die passende Art von Anlage gefunden, kommt es auf die Ausrichtung an. Richtung Süden oder Südwesten erweist sich als ideal, da hier die längste Sonneneinstrahlung erzielt wird. Der Norden ist durch viel Schatten eine ungeeignete Ausrichtung für die Solaranlage.
Egal, ob alt oder neu: Eine PV-Anlage passt auf fast jedes Haus. Eine gute Planung im Vorfeld ist aber sehr wichtig.
Photovoltaik: energetische Amortisation und CO2-Bilanz
Nicht selten spielt bei der Entscheidung für eine Photovoltaikanlage auch der Umweltgedanke mit. Zu beachten ist dabei zunächst, dass die Herstellung der Solaranlagen selbst viel Energie benötigt. Tatsächlich holen Sie diese im Betrieb aber schnell wieder rein. Im Durchschnitt hat sich die Anlage bereits nach etwa zwei bis drei Jahren energetisch amortisiert. Jede ab diesem Zeitpunkt produzierte Kilowattstunde (kWh) zahlt auf eine positive Energiebilanz ein.
Vollständig CO2-neutral ist Photovoltaik bisher noch nicht. Der Grund dafür ist die Herstellung der Module aus Silizium. Allerdings ist die Bilanz schon jetzt viel besser als bei einigen anderen Arten der Stromerzeugung: Weniger als 100 Gramm CO2 sind pro Kilowattstunde laut der Schweizerischen Energie-Stiftung zu rechnen. Damit liegt Photovoltaik deutlich tiefer als Biomasse (241 g/kWh), Erdgas (478 g/kWh), Erdöl (1041 g/kWh) und Kohle (1335 g/kWh).
Kosten: Die Anschaffung lohnt sich schnell
Ein Hindernis für viele Interessierte ist oft der Anschaffungspreis einer Photovoltaikanlage. Panele, Technik, Material und Einbau können teuer sein. Die Kosten hängen von Ihrem Eigenverbrauch und der Leistung der Anlage ab. Ein Beispiel: Eine vierköpfige Familie verbraucht im Schnitt 4500 Kilowattstunden pro Jahr. Um diese Energie mit der PV-Anlage zu erzeugen, ist eine Maximalleistung (Leistung zu Spitzenzeiten) von 5 Kilowatt im Peak (kWp) erforderlich. In der Anschaffung müssen Sie für eine Anlage dieser Stärke mit einem Preis von rund 7500 Franken rechnen.
Die Kosten für eine Photovoltaik-Anlage sind oft niedriger als gedacht. Die Montage sollten allerdings Profis übernehmen.
Demgegenüber steht jedoch die Ersparnis beim Strom. Laut Statista liegt der durchschnittliche Preis pro Kilowattstunde in der Schweiz bei 20,7 Rappen. Das macht rund 930 Franken pro Jahr an Stromkosten aus. Sparen Sie diese komplett ein, wäre die Anlage aus dem Beispiel bereits nach gut acht Jahren amortisiert. Weil die PV-Anlage allerdings nicht 24 Stunden am Tag den Strombedarf deckt und auch Zusatzkosten wie Versicherung sowie Wartung dazukommen, ist eher von zehn bis zwölf Jahren auszugehen.
Geld verdienen lässt sich hingegen mit dem Verkauf von Strom. Die Energieversorger bezahlen pro Kilowattstunde und für den Herkunftsnachweis. Dieser stellt sicher, dass der Abnehmer weiss, wie Sie den Strom erzeugen. Die Preise pro Kilowattstunde schwanken je nach Elektrizitätswerk und Marktentwicklung – doch im Schnitt können Sie mit rund 10 Rappen pro kWh rechnen.
Photovoltaik: attraktive Förderung in der Schweiz
Auf Bundesebene gewährt die Schweiz die Einmalvergütung (EIV) als Förderung für Photovoltaikanlagen. Sie beläuft sich auf bis zu 30 Prozent der Investitionskosten. Am obigen Beispiel mit einer 5 kWp starken Anlage erhalten Sie etwa 2700 Franken Förderung. 1000 Franken davon sind ein Grundbetrag, der Rest kommt leistungsbedingt dazu. Durch die Förderung amortisiert sich die PV-Anlage entsprechend schneller und lohnt sich noch mehr.
Fazit: eine Investition in die Zukunft
Eine Photovoltaikanlage lohnt sich nach rund zehn Jahren und ist auch energetisch schnell amortisiert. Die zunächst hoch erscheinende Einstiegshürde ist also tatsächlich deutlich niedriger als gedacht. Im Gegenzug erhalten Sie eine moderne Technologie mit geringem Wartungsaufwand, tragen zum Umweltschutz bei – und machen sich ein grosses Stück unabhängiger vom örtlichen Elektrizitätswerk.
