Photovoltaik / Photovoltaikanlage (PV-Anlage)

Mit einer PV-Anlage wird Sonnenenergie direkt in elektrische Energie (Gleichspannung) umgewandelt. Diese wird über einen Wechselrichter ins bestehende Netz eingespeist, im Haus direkt verbraucht (Eigennutzung) oder in einer modernen Batterie (PV-Speicher oder Stromspeicher) zwischengespeichert.

Installation und Lebensdauer der PV-Anlage

Die Installationsarbeiten sind technisch nicht schwierig, dürfen aber trotzdem nur von Fachfirmen durchgeführt werden (aufgrund elektrotechnischer Vorschriften, Sicherheitsbestimmungen, Blitzschutz, Feuerwehrschalter usw.). Die Lebensdauer beträgt mindestens 20 Jahre (z.T. von Herstellern garantiert). Der Wirkungsgrad der im Handel verfügbaren Solarzellen betragt ca. 10-18 %.

Funktionsweise der Photovoltaikanlage

In einem Halbleitermaterial (z.B. Silizium) werden durch die Sonneneinstrahlung Ladungen "erzeugt". Der Fluß dieser Ladungsträger stellt einen elektrischen Strom dar, der über die elektrischen Anschlüsse abgegriffen wird. Die erzeugte Spannung hängt vom Halbleitermaterial ab. Die Höhe des erzeugten Stroms hängt von der Beleuchtungsstärke (Sonneneinstrahlung) ab.

Ertrag einer Fotovoltaikanlage

Je m² Anlage kann man in Mitteleuropa mit etwa 150 bis 170 kWh Strom im Jahr rechnen. Oft wird als Kennzeichnung der Anlagengröße auch in maximal lieferbare Leistung in kWp angegeben. "p" bedeutet in diesem Zusammenhang "peak", also Maximalleistung. Der tatsächliche Ertrag kann von diesen Werten aber  abweichen, je nach lokaler Sonneneinstrahlung, Nebel, Teilverschattung usw.
Bei guter Planung sind in vielen Gegenden Österreichs aber diese Werte durchaus erzielbar, teilweise auch leicht zu übertreffen.

Beispiel: Eine PV-Anlage mit 1 kWp liefert in Österreich etwa 1000 bis 1200 kWh Strom im Jahr (bei einer Spitzenleistung von ca. 1 kWp (= 1000 Watt(p).

Wirtschaftlichkeit der Fotovoltaikanlage

Aufgrund der unterschiedlich hohen Förderungen und Einspeisevergütungen lassen sich nur schwer Aussagen über eine Amortisation machen. Generell läßt sich sagen, dass man den Strom einer PV-Anlage meist selbst verbrauchen sollte (also nicht zu stark überdimensionieren). PV-Anlagen sollten immer mit Netzanbindung installiert werden, da eine AnIage für den Inselbetrieb sehr hohe Kosten verursacht (Batterien, Ladegeräte, Platzbedarf, Überdimensionierung aus Sicherheitsgründen). Für Sonderfälle (Almhütten und dergleichen) ist eine PV-Anlage im Inselbetrieb aber trotzdem oft die günstigste Lösung zur Stromversorgung (statt Dieselaggregaten). Aus ökologischer Sicht ist in solchen Fällen ohnehin eine PV-Anlage zu bevorzugen.

Die Umweltbilanz der Photovoltaik-Anlage

Solarzellen haben nach ca. 3 Jahren Betriebszeit die für die Herstellung benötigte Energie wieder hereingespielt (Energetische Amortisation). Solarzellen erzeugen damit ca. 10-mal mehr Energie als für ihre Herstellung nötig ist. Silizium ist auf der Erde als Bestandteil des Sands im Überfluß vorhanden. Bei der laufenden Stromerzeugung werden keine fossilen Energieträger verbraucht. Die kostenlose Energie der Sonne genügt und ist ausreichend verfügbar! Strom aus Solarzellen ist damit im Gegensatz zur herkömmlichen Stromerzeugung umweltverträglich, d.h. es entstehen keine Schadstoffe und kein CO2.

Nochmals ganz deutlich: PV-Anlagen erzeugen heute jedenfalls viel mehr Energie, als zur Herstellung aufgewendet werden muss. Selbst wenn der Wirkungsgrad von konventionellen Anlagen höher ist (Kohlekraftwerk z.B. 30%, Gaskraftwerk noch mehr), so kann man die Wirkungsgrade nicht ganz vergleichen. Das konventionelle Kraftwerk wandelt ja die fossil gespeicherte Energie nur um, aber die Rohstoffe sind jedenfalls begrenzt (auch wenn die Ansichten auseinandergehen, wann das sein wird). Die solare Einstrahlung für PV-Module ist im Gegensatz dazu unbegrenzt verfügbar (es trifft jeden Tag mehr als 10.000 soviel Energie auf die Erde auf, als wir verbrauchen).