Einfacher PV-Anlagen Preisrechner

Photovoltaikanlagen Leistung und Dimensionen

Photovoltaikanlagen, oder auch kurz "PV-Anlagen" genannt, sind Solaranlagen, deren umgewandelter Strom den Bedarf eines Einfamilienhauses abdecken kann. Die hierfür notwendige Leistung der Photovoltaik wird in Kilowatt Peak (kWp) angegeben. Die maximal mögliche Leistungsabgabe unter genormten Bedingungen wird durch diese Peakzahl definiert. Von Herstellerseite wird diese Leistung auch als Nennleistung ausgewiesen. Die Nennleistung wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst und kann durch bestimmte Maßnahmen optimiert werden.

Dazu gehören in erster Linie die Lichteinstrahlung und der Einfallwinkel des Lichtes sowie die Temperatur der Solarmodule. Aus geografischen Gründen können diese Faktoren an unterschiedlichen Orten sehr unterschiedlich sein, da im Süden Deutschlands die Sonneneinstrahlung höher ist, als im Norden Deutschlands. Die Nennleistung einer PV-Anlage kann optimiert werden, wenn man mehr Solarzellen von höherer Qualität in Modulen integriert. Wenn man annimmt, dass die vier Bewohner eines Einfamilienhauses im Jahr ca. 4000 Kilowattstunden verbrauchen und die Solarmodule auf dem Dach des Hauses mit einer angenommenen Fläche von 10 Quadratmetern ein Kilowattpeak (1000 Watt) erzeugen, dann wird eine Dachfläche von 40 Quadratmetern benötigt. Im Vergleich zu Erdöl oder Erdgas bedeuten 1000 Kilowattstunden eine Menge von 100 Litern.

Woraus besteht eine komplette Anlage

Heutzutage gibt es hauptsächlich 2 verschiedene Konzepte, auf deren Grundlage PV-Anlagen konzipiert werden. 1. Netzparallelbetrieb = Einspeisen und Vergüten lassen

Im Netzparallelbetrieb speist die PV-Anlage den umgewandelten Strom in das öffentliche Stromnetz ein und man erhält die entsprechende Vergütung. So ist davon auszugehen, dass die meisten Anlagen auf ungenutzten Häusern oder Scheunen im Netzbetrieb laufen, weil die Vergütung des Stromes höher ist, als die Kosten, den Strom aus dem Netz für die Versorgung zu beziehen.

Die hauptsächlichen Bestandteile des Netzparallelbetriebes sind:

1. Solargenerator, bestehend aus den Solarmodulen
2. Generatoranschlusskasten
3. Wechselrichter
4. Einspeisezähler

2. Inselanlagen = für den Eigenbedarf produzieren

Bei dieser Variante steht der Eigenbedarf an Strom im Vordergrund, weil es in der Nähe keinen öffentlichen Versorger gibt, zum Beispiel bei Berghütten oder Booten. So können Sie eine Photovoltaikanlage als Inselanlage betreiben. Hier speichert man den Strom zeitweise in Akkus, um ihn bei Bedarf zu verbrauchen. Die Bestandteile der Photovoltaikanlage im Inselbetrieb sind:

1. Solargenerator, bestehend aus den Solarmodulen
2. Generatoranschlusskasten
3. Wechselrichter
4. Laderegler
5. Akku

Installationsvorraussetzungen für Gebäude

Damit die erwartete Lebensdauer einer PV-Anlage von 20 Jahren und mehr gewährleistet werden kann, muss das Dach und unter Umständen das Gebäude einer Statik Prüfung unterzogen werden, da nicht nur die Last der Anlage, sondern auch Windeinwirkung und eventuelle Schneelasten mit eingeplant werden müssen.

Module, Gestelle und Befestigungsmaterial sowie Dachanschlüsse müssen entsprechend der geografischen Lage des Objektes den bestehenden Normen vor Ort ausgewählt werden. Generell gilt die Faustformel, je höher die Summe der Belastungen, umso stabiler die Befestigungen und die Tragkraft des Daches.

Staatliche Photovoltaik Förderung

Die Förderung der Solaranlagen ist im EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) geregelt. Die vorteilhafteste Methode, für sich die Solaranlagen Förderung zu nutzen, ist das Verbauen einer netzgebundenen Anlage.

Diese Anlage ist in der Lage, überschüssig produzierten Strom in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Pro eingespeister Kilowattstunde erhält der Kunde einen festgelegten Betrag vergütet. Die Höhe der Vergütung kann durch die Gesetzgebung schwanken, die Dauer ist auf 20 Jahre festgelegt. Zitatanfang EEG 2011 "Die Einspeisevergütung wird zum 01.01.2011 um 13 Prozent gekürzt. Sie beträgt für Photovoltaik Anlagen bis 30 kWp 28,74 Cent / kWh. Für einen Eigenverbrauch bis 30 Prozent Verbrauchsanteil werden 12,36 Cent / kWh gezahlt. Darüber sind es 16,74 Cent / kWh. Die Einspeisevergütung für Photovoltaik Großanlagen über 30 kWp ist noch einmal extra gestaffelt. [ALT Ab 2012 wird es eine variable Grunddegression von 9 Prozent. Diese wird erhöht oder gesenkt, je nach Zubau an Photovoltaikanlagen in einem Vorjahreszeitraum von 12 Monaten." Zitatende]

PV Geldanlage & Investoren

Wie oben erläutert sind vor allem je nach Modell der PV-Anlage die Investoren privater oder gewerblicher Art, da dieser Bereich der Stromeinspeisung hinsichtlich seiner Förderung zurückgestuft wurde, aber dennoch durch sinkende Anlagenpreise weiterhin attraktiv für beide Investorengruppen bleibt.

Kosten einer Photovoltaikanlage

Im Folgenden können annähernd folgende Kosten für eine PV-Anlage beispielhaft zugrunde gelegt werden:

1. PV Modul 400 € - 450 € pro m² (75 % - 80 % der Gesamtkosten)
2. Planung der Anlage 20 € pro m² (5 % - 7 % der Gesamtkosten)
3. Montage 200 € - 300 € pro kWp
4. Wechselrichter inkl. Fernüberwachung 250 € - 350 € pro kWp
5. Aufständerung je nach Montageart 300 € - 400 € pro kWp
6. Verkabelung Gleichstromseite 55 € pro kWp
7. Verkabelung Wechselstromseite 40 € pro kWp
8. Sonstiges (Kabelkanäle, Durchdringungen, Blitzschutz, etc.) 100 € pro kWp

Diese Preise sind exemplarisch und können je nach Anbieter schwanken, ein Preisvergleich sollte in jeden Fall gemacht werden.

PV Installationsdauer und Aufwand

Durch die kompakte Bauweise der Solarmodule kann die Dachmontage recht zügig voranschreiten, jedoch können die Montagearbeiten durch schlechte Arbeitsvorbereitung oder widrige Bedingungen den Fortgang der Arbeiten verzögern. Als Schätzung mit einem eingespielten Team von 3 Monteuren und einer zu montierenden Dachfläche von 20 Quadratmetern sind 7 Stunden bis zur Inbetriebnahme der Anlage realistisch.

Optimale Standortwahl

Eine optimale Ausbeute des Sonnenlichtes erhält, wer die Module nach Süden ausrichtet, keine Verschattung durch Gegenstände zulässt und eine Dachneigung von nicht mehr als 30 Grad gewährleistet. Da die Sonne nicht jeden Tag Solarenergie zur Verfügung stellt, kann man in die erzeugte Energie an sonnenreichen Tagen mit Hilfe von Batterien speichern.

PV-Anlagen im Betrieb, Steuerung, Abrechnung, Wartung, Reparaturkosten, Lebensdauer

Die Wartungskosten sind in den ersten Jahren normalerweise gering, da hier noch keine Wartungen anfallen. Danach können jedoch kleinere Reparaturen an der Technik oder Wartungen erforderlich sein, wie zum Beispiel die Reinigung der Module.

Man rechnet für die laufenden Kosten insgesamt ca. 1% des Anlagenwerts pro Jahr. Eine PV-Anlage wird mit einer Funktionserwartung von 20 Jahren errichtet.

Die Abrechnung der PV-Anlage richtet sich bei Einspeisung nach dem EEG und den jeweils gültigen Vergütungssätzen.

Photovoltaik-Modultypen

1. Monokristalline Silicium-Solarzellen Durch das Czochralski-Verfahren wird geschmolzenes Silicium in ein längliches Einkristall gezogen und in Scheiben zerteilt. Monokristalline Silicium-Solarzellen sind gekennzeichnet durch eine gleichmäßige, glatte Oberfläche sowie gebrochene Ecken.

2. Multikristalline Silicium-Solarzellen

Bei diesem Solarzellen Typ wird geschmolzenes Silicium in eckige Formen gegossen, um die Einkristallbildung zu unterbinden. Anschließend werden die grobkörnigen Blöcke in Scheiben geschnitten. Die Multikristallinen Silicium-Solarzellen erkennt man an der unregelmäßigen und grobkörnigen Oberfläche, auf der die Kristalle deutlich zu erkennen sind.

3. Amorphe Silicium Solarzellen

Hierbei wird das Silizium wird aus der Gasphase auf einen Träger, der häufig aus Glas besteht, als dünne Schicht aufgebracht. Amorphes Silicium besteht aus ungeordneten Silizium-Atomen, weswegen eine Kristallstruktur nicht zu erkennen ist.

Leistungen und Kosteneffizienz der unterschiedlichen Typen

Die unterschiedlichen Typen der Solarzellen besitzen unterschiedliche Wirkungsgrade. Die Monokristalline Silicium-Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 15 bis 18,5 Grad unter realen Bedingungen gegenüber von 23,3 Grad unter Laborbedingungen.

Die Multikristalline Silicium-Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 12 bis 14 Grad unter realen Bedingungen gegenüber von 17,5 Grad unter Laborbedingungen.

Die Amorphe Silicium Solarzelle erreicht einen Wirkungsgrad von 5 bis 8 Grad unter realen Bedingungen gegenüber von 11,5 Grad unter Laborbedingungen.

Die Herstellung von Multikristallinen Solarzellen ist weniger aufwändig, woraus resultierend die Module mit diesem Zelltyp preisgünstiger und weiter verbreitet sind.

Zukünftige technische Entwicklungen und Potenziale

Das vorwiegende Interesse der Forschung und Entwicklung in den nächsten Jahren ist auf die Erhöhung des Wirkungsgrades gerichtet. So strebt man in naher Zukunft einen Wirkungsgrad von 40 Grad an, was nur mit einer verbesserten Solarzelle erreichbar sein wird. Hier steht besonders die Weiterentwicklung der Dünnschicht-Technologie im Vordergrund, speziell die amorphen, mikrokristallinen und mikromorphen Silizium-Solarzellen, die CIGS und CdTe-Solarzellen sowie die organischen und Farbstoff-Solarzellen.

Lebensdauer, optimale Betriebsbedingungen

Eine Solaranlage erzielt in Deutschland den maximalen Ertrag, wenn die PV-Anlage mit einem Neigungswinkel von 30° direkt nach Süden ausgerichtet wird. Ist eine Ausrichtung nur zwischen Südwest und Südost möglich, erreicht man immerhin noch 95% der möglichen Ausbeute. Um zu jeder Zeit einen optimalen Stand der Module zu gewährleisten, können Nachführanlagen eingesetzt werden. Die meisten Leistungsverluste werden durch Verschattung hervorgerufen. Des weiteren spielt die Temperatur der Solarmodule eine wesentliche Rolle bei der Leistungsabgabe, kühlere Zellen arbeiten effizienter als heiße Zellen, deswegen bieten sich unter anderem begrünte Dächer zur Dachmontage an. Gegenwärtig geht man bei PV-Anlagen von einer durchschnittlichen Betriebsdauer zwischen 20 und 25 Jahren aus.

Herstellungsaufwand und Energiebilanz üblicher PV-Module

Die Energierücklaufzeit beträgt je nach Modultyp, Qualität und Hersteller zwischen 3 und 5 Jahre. Innerhalb des Betriebszeitraumes von 20-30 Jahren erwirtschaftet eine PV-Anlage das 4- bis 10-fache an Energie, welche zur Herstellung der Anlage aufgebracht werden musste. Daraus ableitend kann festgestellt werden, dass eine Photovoltaik-Anlage eine positive Energiebilanz aufweist.

Preisentwicklung im letzten Jahrzehnt und Prognose

Die Preise für PV-Anlagen sind im letzten Jahrzehnt deutlich gesunken. Marktübliche Anhalts Werte für die gegenwärtigen Systemkosten liegen je nach Anlagengröße für netzgekoppelte Anlagen zwischen 4 und 8 Euro pro Watt Peak. Dabei beträgt der Anteil der Modulkosten zwischen 50 bis 60%, der des Wechselrichters liegt bei 10%.

Die restlichen Anteile entfallen auf Unterbau, Montage, Planung, Vertrieb und ähnliches. Zweifelsohne werden die Systemkosten weiter reduziert durch effizientere Herstellungsverfahren und Massenproduktion.

Herstellerländer, Hauptexporteure und Importeure

Diesen Punkt kann man nicht genau eingrenzen, da alle Industrienationen mit namhaften oder unbekannten Herstellern PV-Anlagen vertreiben. Stellvertretend seien an dieser Stelle China oder Russland genannt, aber auch die Schweiz, Deutschland und Österreich bieten sehr hochwertige PV-Anlagen an.