Energieberatung. Photovoltaik. Strom aus Sonnenlicht

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1 Strom aus Sonnenlicht

2 Sonnenenergie Aus Sonnenlicht kann mit sehr unterschiedlichen Techniken elektrischer Strom erzeugt oder Wärme gewonnen werden. Auf den folgenden Seiten finden Sie Informationen zur Stromerzeugung aus Sonnenlicht in privaten Haushalten. Die Nutzung solarer Wärme wird in einem anderen Merkblatt dieser Reihe erläutert. Erneuerbare (regenerative) Energiequellen wie die Sonne leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende in Deutschland. Ihre Nutzung schont die endlichen Vorkommen an fossilen Energieträgern (Kohle, Öl, Erdgas) und reduziert Umweltschadstoffe. Nicht zuletzt entstehen entlang der Wertschöpfungskette erneuerbarer Energien schon heute zahlreiche Arbeitsplätze auf einem globalen Zukunftsmarkt. Angesichts des beschlossenen Ausstiegs aus der Atomenergie gewinnen die erneuerbaren Energien weiter an Bedeutung, insbesondere für die Stromerzeugung. Die auf die Erde eingestrahlte Sonnenenergie ist mehrere Tausend Mal so groß wie der gesamte Energiebedarf der Menschheit! Auf einen Quadratmeter Erdoberfläche scheint die Sonne bei uns mit einer Leistung von bis zu Watt. Die Sonneneinstrahlung schwankt dabei stark im tages- und jahreszeitlichen Verlauf. 3

3 Energie hat die Einheit Wattstunden [Wh], Kilowattstunden [kwh] oder Megawattstunden [MWh] Foto: Ilja C. Hendel Energieberatung Leistung wird in Watt [W] bzw. Kilowatt [kw] oder Megawatt [MW] angegeben und beschreibt die Arbeit, die in einer bestimmen Zeit geleistet wird. Zum Beispiel bringt ein Wasserkocher mit Watt Leistung Wasser doppelt so schnell zum Kochen wie ein Kocher mit Watt. Jährlich erhält man in Deutschland je nach Standort Werte von 900 bis Kilowattstunden eingestrahlte Sonnenenergie pro Quadratmeter. Dies entspricht dem Energieinhalt von Litern Heizöl oder Kubikmetern Erdgas. Wie funktioniert die photovoltaische Energieumwandlung? Unter versteht man die direkte Umwandlung von Licht in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen. Diese werden meistens aus Silizium als Grundstoff hergestellt, obwohl auch andere Materialien geeignet und inzwischen erprobt sind. Aus dem Grundstoff werden Scheiben von wenigen Zehnteln oder Hundertsteln Millimeter Dicke hergestellt. Bei Beleuchtung dieser Scheiben bildet sich eine elektrische Gleichspannung zwischen Vorder- und Rückseite, die wie bei einer Batterie genutzt werden kann. Mehrere solcher Solarzellen werden dann zu so genannten Modulen verdrahtet, die zum Schutz vor Witterung und mechanischer Beanspruchung gekapselt werden, meistens mit einer Glasabdeckung und einer Rückwand. Manche Module besitzen auch einen Rahmen. Mehrere Module werden dann zu einem Solargenerator verschaltet, der auf dem Dach oder an der Fassade eines Hauses angebracht wird. Zu einer - Anlage gehört außerdem ein Wechselrichter: Er wandelt die Gleichspannung des Solargenerators um in eine 230-Volt-Wechselspannung, so dass der Strom ganz normal genutzt werden kann. Würde man hierzulande alle nach Süden ausgerichteten Dachflächen mit Solarzellen bestücken, so könnte man damit mehr als die Hälfte des gesamten Strombedarfs in Deutschland decken. Und das praktisch emissionsfrei. 5

4 Verschiedene Anlagenkonzepte Grundsätzlich unterscheidet man zwei verschiedene -Anlagenkonzepte: die Inselanlage und die Anlage zur Netzeinspeisung. Je nach Bedarf und Möglichkeiten bietet sich die eine oder andere Variante an. Inselanlage Eine so genannte Inselanlage kann ein eigenes (Haus-) Netz versorgen. Das kann die Stromversorgung der Wahl sein für Gartenlauben, Jagdhütten, Wohnmobile und andere Nutzungen fernab vom öffentlichen Stromnetz. Anlage zur Netzeinspeisung Der häufigste Fall sind bisher aber die so genannten netzparallelen Anlagen: Hier wird der erzeugte Strom vollständig ins öffentliche Netz gespeist, unabhängig vom Verbrauch im Haus, auf dem der Solargenerator angebracht ist. Eine Netzeinspeisung ist auch bei Eigennutzung möglich. Unter den seit 2009 geltenden Einspeisebedingungen lohnt es sich finanziell, einen Anteil des erzeugten Stroms selbst zu nutzen und nur den Überschuss in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Der wirtschaftliche Vorteil der Eigennutzung hängt von den Kosten für den eingesparten Bezugsstrom ab. Wie viel Strom selbst verbraucht werden kann, hängt unter anderem davon ab, zu welchen Zeiten die Elektrogeräte gewöhnlich betrieben werden. 7

5 In der Praxis heißt das, dass für eine Anlage mit einer Leistung von W p eine Generatorfläche von acht bis zehn Quadratmetern benötigt wird. Je nach Aufstellort können damit zwischen 750 und Kilowattstunden Strom in einem Jahr erzeugt werden. Während es für die Module meistens eine garantierte Leistungsangabe gibt, ist das für die individuell aufgebauten Gesamtanlagen in der Regel nicht der Fall. Der Kunde kann sich jedoch einen jährlichen Mindestertrag vom Ersteller der Anlage zusichern lassen. Für den Verbraucher ist die Leistung der Gesamtanlage von Interesse. Sie wird in Watt Peak (abgekürzt: W p ) angegeben. Dieser Wert wird unter Testbedingungen erreicht, wenn Watt Lichtleistung auf einen Quadratmeter Modul fläche fallen. Eine -Anlage erzeugt übrigens ein Vielfaches der Energie, die für ihre Herstellung benötigt wird. Noch mehr technisches Detail gefällig? Je nach Qualität der Komponenten unterscheiden sich -Anlagen in ihrem Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad hängt vor allem vom Zellenmaterial und der Art der Herstellung ab. Während beim häufigsten Material monokristallinem Silizium die einzelne Solarzelle mehr als 18 (± 5) Prozent des einfallenden Lichts zu Strom umwandeln kann, schaffen die Gesamtanlagen etwas weniger, da an den Anlagenkomponenten stets unvermeidbare Umwandlungsverluste auftreten. Inzwischen liegt der Gesamtwirkungsgrad um die 15 Prozent. 9

6 Kosten und Förderung Bau und Betrieb von -Anlagen werden staat lich gefördert. Wie Sie davon profitieren können, erklärt Ihnen der Energieberater Ihrer Verbraucherzentrale in einem persönlichen Beratungsgespräch. Die Kosten einer -Anlage betragen um die Euro pro Kilowatt Spitzenleistung (KWp = Kilowatt peak ), wobei kleinere Anlagen diesen Wert etwas überschreiten, große Anlagen etwas günstiger sind. Unter bestimmten Bedingungen können Sie für die Errichtung zinsgünstige Darlehen der KfW Förderbank erhalten. Die Förderung des laufenden Betriebs ist im Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) geregelt: Bei netzparallelen Anlagen für den ins öffentliche Stromnetz eingespeisten Strom gibt es für 20 Jahre ab Inbetriebnahme eine gesetzlich garantierte Vergütung, die so genannte Einspeisevergütung. Die genaue Höhe hängt dabei von der installierten Leistung, dem Datum der Inbetriebnahme und von der Art der Installation ab (Dach- oder Freiflächenanlage). Trotz schrittweiser Senkung der Einspeisevergütung sind -Anlagen derzeit noch rentabel. Bei Fragen zum aktuellen Stand der Einspeisevergütung wenden Sie sich an die Energieberater der Verbraucherzentrale. Weitere Informationen finden Sie auf Oder rufen Sie an! Unter (kostenfrei) können Sie sich direkt beraten lassen oder einen Termin mit einem Energieberater ausmachen. 11

7 Verbraucherzentrale Bundesverband e.v. (vzbv) Energieteam, Markgrafenstraße 66, Berlin Terminvereinbarung und Telefonberatung unter: (kostenfrei aus dem deutschen Festnetz und für Mobilfunkteilnehmer) Ihr Ansprechpartner: Gedruckt auf 100% Recyclingpapier 8. Auflage Juli 2013 Energie sparen beginnt im Kopf! Die Energieberater der Verbraucherzentrale sind seit 35 Jahren verlässliche Begleiter auf dem Weg in eine energieeffiziente Zukunft. Die Beratungsschwerpunkte reichen vom Stromsparen über Wärmedämmung und Heiztechnik bis hin zu erneuerbaren Energien. Die Erfolge im Bereich Klimaschutz und Ressourcenschonung können sich sehen lassen: Durch die Beratungen eines Jahres werden bis zu Tonnen des klimaschädlichen Kohlen dioxids (CO 2 ) vermieden und zwei Milliarden Kilowattstunden Energie eingespart. Das bundesweite Netzwerk aus rund 400 engagierten Experten berät die Verbraucher kompetent und unabhängig von kommerziellen Interessen.

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