AURORA Sonnenstrom

Die wichtigsten Begriffe aus dem Bereich Photovoltaik kurz erläutert.

Erneuerbare Energien
Bezeichnung für die sich reproduzierende Energie aus Sonne (Photovoltaik und Solarthermie), Windkraft, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie (Erdwärme)

Photovoltaik
Ist die Bezeichnung für die direkte Umwandlung von Licht in elektrischen Strom mittels Solarzellen.

Silizium
Notwendiges Element für den Photovoltaikeffekt bei den meisten Solarzellen. Silizium (auch Silicium) ist ein chemisches Element (Si) und ein typisches Halbmetall (Halbleiter). Elementares Silizium wird zur Herstellung von Solarzellen zu Solarsilizium aufbereitet. Silizium ist in der Natur weit verbreitet. Ca. 25% des Gewichtes der Erdkruste bestehen aus Silizium. Es ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element.

Prinzipdarstellung
Netzparallelbetrieb mit Eigenverbrauch
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Module
sind industriell hergestellte und meist steckerfertige Solarelemente mit bestimmten elektrischen Eigenschaften. Ein Modul besteht aus mehreren in reihe und dann parallel geschalteten Zellen. Am weitesten verbreitet sind mono- oder polykristalline Siliziumzellen. Weniger Bedeutung haben Dünnschichtzellen aus Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Cadmium-Tellulid (CdTe), sowie Amorphe Siliziumzellen (auf Trägermaterial aufgedampftes Silizium).

Monokristalline Zellen
werden in so genannten Einkristallen gezüchtet und aus runden Blöcken in 0,2 bis 0,3 mm dünne Scheiben = Wafer (Zellrohlinge) gesägt. Der Wirkungsgrad ist in der Regel etwas höher als bei polykristallinen Zellen.

Polykristalline Zellen
werden meist im Blockgießverfahren hergestellt. Die dabei unregelmäßig ausgerichteten Kristalle erzeugen die schillernde Struktur eines Mehrkristalls. Die Blöcke werden ebenfalls in 0,3 mm dünne Scheiben gesägt. Ein weiteres Herstellungsverfahren ist die String-Ribbon Technik (Bandziehverfahren). Dabei entstehen mit deutlich weniger Materialeinsatz Wafer in der gewünschten Dicke. Ein Sägen aus Blöcken entfällt.

Bypassdioden
sind in Modulen integriert und sichern die Strings eines Moduls elektrisch ab. Beschädigungen aufgrund Teilbeschattung oder der Totalausfall des Moduls / Strings können dadurch verhindert werden.

PV-Generator
Die Summe aller in einer Anlage installierten Solarmodule sind der PV-Generator. Die Leistungsfähigkeit wird in kWp angegeben.

String
Mit String werden die einzelnen Zellstränge in einem Modul (in Reihe geschaltete Zellen) oder die Modulstränge eines PV-Generators (in Reihe geschaltete Module) bezeichnet.

Wp / kWp / Standardtestbedingungen (STC)
Wp und kWp ist die Nennleistung (Spitzenleistung) eines Moduls bzw. PV-Generators gemessen unter Standardtestbedingungen = 1000 W/m² Lichteinstrahlung, 25° C Zelltemperatur, 90° Einfallwinkel. p steht für Peak = Spitze.

Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad ergibt sich aus der ermittelten Nennleistung des Moduls bezogen auf 1 m² Modulfläche. Werden z.B. unter STC 140 W Leistung je m² ermittelt, entspricht dies einem Wirkungsgrad von 14%. Mit dem Wirkungsgrad kann die Leistungsfähigkeit von Modulen auf Grund unterschiedlicher Abmessungen und Herstellungsverfahren am einfachsten verglichen werden.

Degradation
Die Module unterliegen keinem mechanischen Verschleiß. Dennoch gibt es alterungsbedingte Änderungen (Degradation) der Paramter von Halbleiterbauelementen. Die Leistung lässt deshalb im Laufe der Jahre geringfügig nach. Das ist kein Reklamationgrund, sondern technisch bedingt.

Produktgarantie und Leistungsgarantie
Die Hersteller garantieren die Mängelfreiheit Ihrer Module. Die Produktgarantie liegt meist bei 5 Jahren, machmal auch länger. Darüber hinaus geben sie eine Leistungsgarantie, wobei die Degradation berücksichtigt wird. Z.B. 10 Jahre 90% und 25 Jahre 80% der ursprünglichen Leistung.

Globalstrahlung
ist die von der Sonne maximal auf der Erde eintreffende Strahlungsleistung. Diese beträgt ca. 1000 W/m² und entspricht damit den Standardtestbedingungen. Eine Überlastung der PV-Anlage durch zu hohe Einstrahlung ist dadurch ausgeschlossen. In der Praxis werden diese Idealbedingungen auch nur selten erreicht.

Wechselrichter
wandeln den vom PV-Generator gelieferten Gleichstrom in Wechselstrom um.

Montage- und Gestellsystem
gibt es in verschiedenen Ausführungen und dient zur sicheren Befestigung der Module auf dem Dach des Hauses. Die einzelnen Bestandteile bestehen aus Edelstahl oder Aluminium und sind dauerhaft witterungsbeständig.

Azimut
Für einen maximalen Ertrag ist die exakte Ausrichtung nach Süd am Besten. In der Praxis ist das jedoch nur selten der Fall. Die Abweichung von der Südausrichtung wird als Winkel (Azimut) angegeben. O° = Süd, West = +90°, Ost = -90°. Eine Südwestausrichtung entspricht demnach +45°.

Dachneigung
Für den optimalen Ertrag ist eine Dachneigung von 30° ideal. Dies ist ein Mittelwert, der dem Sonnenstand in allen Jahreszeiten am Besten gerecht wird. Meist sind Dächer von Einfamilienhäusern etwas stärker geneigt. Bei Flachdächern dagegen sollte mittels Aufständerung die geeignete Neigung und Ausrichtung hergestellt werden.

EEG
Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien. Regelt die Verpflichtung der Energieversorgungsunternehmen (EVU) zur Abnahme des aus regenerativen Energiequellen produzierten Stromes, sowie die zu zahlenden Vergütungssätze, veröffentlicht durch die Bundesnetzagentur.

Netzparallelbetrieb
Die Photovoltaikanlage wird in der Regel für den Netzparallelbetrieb ausgelegt und installiert. Das heißt der produzierte Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Gleichzeitig kann der Produzent des Solarstromes aus dem selben Netz Strom beziehen. Neu seit 2009 ist die Möglichkeit den produzierten Strom selbst zu verbrauchen (Eigenverbrauch) und nur den überschüssigen Strom in das Netz einzuspeisen.

Inselbetrieb / Inselbetriebssystem
Unabhängig vom öffentlichen Netz autark betriebene PV-Anlagen werden auch als Inselbetriebsanlagen bezeichnet. Hier wird der überschüssige Strom in Batterien zwischengespeichert und verbraucht, wenn die PV-Anlage keinen Strom mehr liefert. In naher Zukunft werden Mischsysteme aus Netzparallelbetrieb und Inselbetrieb zur Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils zunehmend an Bedeutung gewinnen. Inselbetriebsanlagen können ein Bestandteil für eine komplette unabhängige Energieversorgung sein.

Vergütung
Vom EVU wird die gesetzlich festgelegte Vergütung ausgezahlt. Die Vergütungssätze richten sich nach der zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme gültigen Höhe. Diese bleibt für 20 Jahre + dem Rest des Inbetriebnahmejahres konstant. Vergütet werden der eingespeiste Strom und mit einem Abschlag der selbst verbrauchte Strom. Der Eigenverbrauch ist sinnvoll, da in der Regel die Summe aus Vergütung des Eigenverbrauchs und der dadurch ersparten Einkaufskosten höher als der Vergütungssatz für die reine Einspeisung ist.