Photovoltaik / Solarstrom

Allgemeine Informationen

Der Name Photovoltaik setzt sich aus Photo, dem griechischen Wort für Licht und Volta, nach Alessandro Volta, welcher ein Pionier der Elektrotechnik war, zusammen.
Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Licht in einer Solarzelle in elektrische Energie. Dies geschieht aufgrund des physikalischen Photoeffekts völlig bewegungs-, geräusch- und emissionsfrei. Dieser Photoeffekt wurde bereits 1839 vom französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt. 1905 gelang es dann Albert Einstein diesen richtig zu erklären, wofür er 1921 den Nobelpreis für Physik bekam. Die erste technische Anwendung wurde jedoch erst Ende der 50-er Jahre mit dem Vanguard I in der Satellitentechnik gefunden. Erst die Ölkrise 1973 brachte die Endlichkeit fossiler Ressourcen in das Blickfeld der Gesellschaft und führte zu verstärkten Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Photovoltaik.

Kurz gesagt: Solarzellen wandeln Sonnenstrahlen in elektrische Energie um – ohne Abfall, Lärm und Abgase.

Heute

Heute liefern in der Schweiz Solarstromanlagen mit einer Fläche von über 240’000 m2 bereits Strom für rund 7’000 Haushalte. Das Potenzial ist damit jedoch noch lange nicht ausgeschöpft. Würde man die bestehenden Dachflächen bei den nur am besten besonnten Dachflächen mit Solarstrom bestücken, könnten wir bereits heute einen Drittel unseres jährlichen Strombedarf damit decken.
Um die Weltenergieversorgung zu decken, müssten zwischen 3-4% der Wüstenflächen photovoltaisch genutzt werden.

Und nebenbei: In den letzten fünf Jahren lag das Wachstum der Photovoltaikbranche weltweit bei über 35% pro Jahr.

Aufbau einer Netzverbund-Photovoltaikanlage

Was ist Solarstrom?

Die Energiewandlung findet mit Hilfe von Solarzellen, die zu sogenannten Solarmodulen verbunden werden, in Photovoltaikanlagen statt. Photovoltaikanlangen beruhen wie bereits erwähnt auf den faszinierenden physikalischen Effekt, dass die Lichtquanten (Photonen) der Sonneneinstrahlung im Halbleitermaterial der Solarzelle direkt einen elektrischen Gleichstrom erzeugen. Dieser Strom wird über die Kontakte an den Oberflächen der Solarzelle gesammelt und mehrere Solarzellen werden zu Solarmodulen zusammengeschlossen.

Solarzellen-Typen

Es hat sich eine grosse Vielfalt an Solarzellen-Technologieren entwickelt, die meist nach kristallinen Solarzellen und Dünnschichtzellen unterschieden werden.

• Monokristalline Zellen
  Sie werden aus sogenannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben) hergestellt, haben die höchsten Wirkungsgrade, sind jedoch verhältnissmässig teuer. Man erkennt sie gut am sehr homogenen Erscheinungsbild, mit einem tiefen Blau bis hin zu dunklem Anthrazit.

 

• Polykristalline Zellen
  Sie sind in Photovoltaikanlagen am meisten verbreitet und sind preiswerter als die Monokristallinen Zellen. Sie bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung aufweisen und können zum Beispiel durch Giessverfahren hergestellt werden. Sie weisen ein sehr lebhaftes Bild auf, das durch etwa fingernagelgrosse Kristalle bestimmt wird.

 

• Dünnschicht Solarzellen
  Der Vorteil von Dünnschichttechnologien ist, dass die Solarzellen mit grossflächigen Beschichtungsverfahren kostengünstig hergestellt werden können, wobei verschiedene Halbleitermaterialien (Silizium, Cadmiumtellurid, Kupfer-Indium Diselenid, etc.) für diese Technologie in Frage kommen. Sie sind dünner und können sogar auf flexiblen Unterlagen abgeschieden werden. Allerdings ist der Wirkungsrad tiefer als bei kristallinen Solarzellen. In dieser Technologie wird zurzeit am meisten geforscht und entwickelt.

Übersicht der aktuellen Wirkungsgrade

Material	Wirkungsgrad in % Labor	Wirkungsgrad in % Produktion
Monokristallines Silizium	etwa 24	14 bis 17
Polykristallines Silizium	etwa 18	13 bis 15
Amorphes Silizium	etwa 13	5 bis 7

 

Es gibt zwei verschiedenen Möglichkeiten für eine Solarstromanlage

• Die Netzverbundanlage
  Sie ist eine Anlage, welche mit dem öffentlichen Elektrizitätsnetz verbunden ist. Wer eine Netzverbundanlage installiert, kann den gesamten erzeugten Strom ins öffentliche Netz einspeisen, oder den Solarstrom primär selbst nutzen und lediglich die Überschüsse ans Netz abgeben. In diesem Fall läuft der Stromzähler bei Einspeisung einfach rückwärts.
• Autonome Anlage – „Inselanlage“
  Bei diesen Anlagen wird der Strom für den jeweiligen Eigenbedarf produziert und sie verfügen über einen eigenen Elektrizitätsspeicher (Batterie). Typische Beispiele dafür sind: SAC-Hütten, Ferienhäuser oder Parkscheinautomaten.
  

Für wen ist eine Photovoltaikanlage?

Grundsätzlich eignen sich alle Objekte, die eine genügend grosse Dachfläche gegen Süden oder Südwesten aufweisen mit einem Neigungsgrad ab 30°.
Sind Sie Hausbesitzer und möchten selbst nicht investieren? Kein Problem! Vermieten Sie ihr Dach, welches am Besten grossflächig ist, doch einfach einem Contractor. Und somit kann auch jemand, der kein Hausbesitzer ist sich eine Solarstromanlage bauen. Es lohnt sich also auf jeden Fall.

Wie gross wird die Photovoltaikanlage?

Grundsätzlich gilt: 1kWp = ca. 8-9m2

Dies bedeutet also, dass

• um 50% des elektrischen Energieverbrauchs eines energetisch durchschnittlichen Haushalts mit einem Stromverbrauch von 4’000 kWh abzudecken, wird eine Anlage mit einer Leistung von rund 2 kWp, also rund 16m2 benötigt
  
• sparsame Haushalte können mit einer Anlage von rund 3 kWp (rund 24m2) den gesamten Jahresstromverbrauch abdecken
  

Die Kosten

Eine Solarstromanlage ist eine Investition in die Zukunft. Wer heute Solarmodule montiert, kann über die gesamte Lebensdauer von mindestens 30 Jahren gratis Strom beziehen oder die Energie verkaufen. Aktuell betragen die Kosten für Aufdach- und Flachdachanlagen bis 4 kW rund CHF 4’000.00 bis CHF 6’000 pro installierte Kilowatt. Gut in die Gebäudehülle integrierte Anlagen kosten etwa 25% mehr, sie decken aber meist noch zusätzliche Funktionen wie Beschattung oder Dichtigkeit ab.

 

Photovoltaik und Feuerwehr; „Angst ist der falsche Ratgeber“

Der Fachverband Swissolar hat zusammen mit dem Schweizerischen Feuerwehrverband einen vierseitigen Sonderdruck aus der Schweizerischen Feuerwehrzeitung „118 Swissfire“ (Ausgabe 8/2011) herausgegeben. Der Beitrag „Angst ist der falsche Ratgeber“ gibt einen umfassenden Überblick und räumt auf mit einigen Gerüchten, bzw. Behauptungen bezüglich Photovoltaik im Brandfall.

Fachbericht Angst ist der falsche Ratgeber.pdf

 

 

 

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