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Glossar der Photovoltaik

Rund um die Photovoltaik haben sich viele Fachbegriffe etabliert.
Für Laien können manche Informationen daher schwer verständlich und verwirrend sein.
In unserem Glossar übersetzen wir das Fachchinesisch in ganz normale Umgangssprache
und helfen, die wichtigsten Fragen zu klären.

Abschattung

<p>Unter dem Begriff der Abschattung versteht man die Reduzierung der Sonneneinstrahlung auf eine Photovoltaik-Fläche durch Gegenstände, die einen Schatten auf die PV-Anlage werfen. Das kann durch unterschiedliche Hindernisse wie zum Beispiel durch Häuser, Bäume oder auch Schornsteine geschehen. Eine Abschattung kann die Sonneneinstrahlung und damit den Ertrag einer Solaranlage negativ beeinträchtigen.</p>

Amorphe Module

Eine Form von Dünnschichtmodul, das häufig in der Solarzellenproduktion eingesetzt wird. Der Begriff „amorph“ leitet sich vom griechischen Wort für „ohne Gestalt“ ab und bedeuted „ungeordnet“. Amorphe Module werden aus amorphem Silizium (a-Si), das heißt der nichtkristallinen Form von Silizium, die aus ungeordneten Silizium-Atomen besteht, hergestellt. Die Herstellung von Solarzellen aus amorphem Silizium ist am günstigsten, allerdings lassen sich hiermit auch die geringsten Wirkungsgrade erzielen.

Amorphes Silizium (A-SI)

Der Begriff „amorph“ leitet sich vom griechischen Wort für „ohne Gestalt“ ab und bedeutet „ungeordnet“. Amorphes Silizium (a-Si) ist die nichtkristalline Form von Silizium und besteht aus ungeordneten Silizium-Atomen. Durch ein hohes Absorptionsvermögen von elektromagnetischen Wellen kann amorphes Silizium besonders gut bei Solarzellen mit geringen Schichtdicken verwendet werden.

Angeschlossene Solaranlage

Bei einer angeschlossenen Solaranlage spricht man von einer vollständig installierten Photovoltaik-Anlage, die bereits Strom generiert und wie eine zentrale Stromerzeugungsanlage Strom in das öffentliche Stromnetz einspeist. Installierte, aber nicht im Betrieb befindliche Solaranlagen sind keine angeschlossenen Anlagen.

Anlagenbesitzer

Der Anlagenbesitzer ist der aktuelle Verfüger und Betreiber einer Photovoltaik-Anlage – unabhängig davon, ob er auch der rechtmäßige Eigentümer der PV-Anlage ist. Ein Anlagenbesitzer ist nicht automatisch auch Anlageneigentümer.

Anlagenbewertung

Bewertung einer PV-Anlage um den Verkauf vorzubereiten oder ein Investmentvorhaben einem gründlichen Check zu unterziehen.

Anlagenoptimierung

Eine Investition in erneuerbare Energien lohnt sich erst dann, wenn die PV-Anlage in jeder Hinsicht langfristig optimal funktioniert und gegen eventuelle Schäden oder Diebstahl bestens abgesichert ist.

Ausrichtung

Die Ausrichtung einer PV-Anlage beschreibt die Neigung, den Winkel und die geografische Orientierung einer Solaranlage. Je nach Ausrichtung der Sonnenkollektoren können unterschiedliche Energieerträge erzielt werden. Man unterscheidet hierbei zwischen Azimut und Neigungswinkel. Bei einer Südausrichtung und einem Neigungswinkel von 35 bis 40 Grad können in den meisten Fällen die höchsten Energieerträge erzielt werden.

Azimut

In der Solarbranche bezeichnet der Azimut die Abweichung der Photovoltaik-Anlage von der Südrichtung im horizontalen Winkel. Ein Azimut-Winkel von null Grad liefert den höchsten Energie-Ertrag und ist exakt nach Süden hin ausgerichtet. Eine Abweichung bis - 45 Grad bedeutet eine südöstliche Ausrichtung, eine gegensätzliche Abweichung von +45 Grad eine südwestliche.

Bedarfsermittlung

Photovoltaik-Anlagen werden sehr stark durch ihren Zweck bestimmt. Die Photovoltaik-Auslegung passt sich daher dem Ziel an, das mit der Installation verknüpft ist. In der Regel ist der Zweck, etwas für die Umwelt zu tun, über den Eigenverbrauch teuren Strom einzusparen. Dementsprechend sollte der Photovoltaik-Generator so ausgelegt werden, dass er auch außerhalb der Spitzenzeiten ausreichend Strom liefert.

Bestrahlungsstärke

Die gesamte Leistung der Solarenergie, die auf eine Solaranlage trifft, bezogen auf die Fläche der Anlage. Sie wird in Watt pro m² gemessen. Bestrahlungsstärke (W/m²) multipliziert mit Zeit (h) entspricht der Insolation (Wh/m²).

Blitzschutz

Blitzableitende Baumaßnahme für Gebäude. Eine Solaranlage erhöht normalerweise das Risiko eines Blitzeinschlages nicht. Ist bereits ein Blitzschutz vorhanden, kann die Anlage trotzdem problemlos installiert werden. Auch ein nachträglicher Einbau ist möglich.

Brandrisiko

Feuergefahr. Allen Gerüchten zum Trotz stellt eine brandschutzgerecht installierte Solaranlage kein erhöhtes Brandrisiko dar. Die Gefahr ist vergleichbar mit der jeder elektronischen Anlage. Ein Versicherungsschutz von PV-Anlagen ist ratsam.

Cadmiumtellured (CDTE)

Halbleiter. Kristalline Verbindung aus Cadmium und Tellur, die für Solarzellen verwendet wird.

Cadmiumtelluridmodule

Module, die mit chemischen Verbindungen von Cadmiumtellurid beschichtet sind.

CO2-Steuer

Als CO2-Steuer bezeichnet man Abgaben, die für die Emission von Kohlenstoffdioxid fällig werden. Kohlenstoffdioxid ist ein Gas, das sowohl in der Atmosphäre als auch in Vegetation und Ozeanen zu finden ist. Zusammen mit Wasser ernähren sich Pflanzen davon und stellen bei der Photosynthese Sauerstoff her. Doch wenn es zu viel CO2 gibt, erwärmt sich das Klima. Grund dafür, ist die Verbrennung von Rohstoffen wie Erdöl oder Kohle. Diese Veränderungen des Klimas haben wiederum Auswirkungen auf die Lebensbedingungen von Mensch und Tier. Eine CO2-Steuer soll bezwecken, dass die negativen Auswirkungen der Emissionen durch einen Preis abgegolten und verringert werden.

Dach vermieten

Freie Dachfläche, die zur Erzeugung von Solarstrom verpachtet wird und so Zusatzeinnahmen über einen Zeitraum von 20 bis 35 Jahren erwirtschaftet.

Dachneigung

Als Dachneigung wird der Winkel zwischen der Horizontalen und der Dachfläche bezeichnet. Sie kann als Winkel in Grad (°) oder als Gefälle in Prozent (%) angegeben werden, z.B. 2 % Gefälle = 1,15°.

Dachziegel

Gemäß Fachregelwerk müssen Dachsystemteile, zum Beispiel Sparrenanker, regensicher in die Dachdeckung eingebaut werden, das heißt, sie müssen für den jeweiligen Verwendungszweck geeignet sein und den technischen Vorschriften entsprechen. Hierfür trägt der Verarbeiter die Verantwortung.


Bei der Montage von universellen Solar-Sparrenankern kann es dazu kommen, dass Dachpfannen bearbeitet werden und durch "Ausflexen" der Pfannenkörper geschwächt wird. Werden Dachpfannen ausgeflext, erlischt die Gewährleistung für die Material- und Regeneintragssicherheit der verwendeten Dachpfannen. Die Beschädigung führt daher zu einer Begrenzung der Haftung und zum Erlöschen der Garantie.

Produktvorteile

- Grundpfanne aus hochwertigem, witterungsbeständigem und pulverbeschichetem Aluminium
- In Form und Farbe auf die Dachdeckung abgestimmt
- Geeignet für Photovoltaik- oder Solarthermie-Aufdachanlagen
- Sparrenunabhängige, einfache Befestigung und leichter Einbau
- Hohe Regensicherheit, im Windkanal getestet
- Sichere Lastübertragung in die Unterkonstruktion
- ETA-Zulassung vorhanden
- Sehr hohe Tragfähigkeit
- Flexible Anbindung von Schienen

Diffusstrahlung

Der Teil der Globalstrahlung, der in der Erdatmosphäre reflektiert, gestreut, gebeugt oder gebrochen wird und dann indirekt auf PV-Module trifft; in der Solarbranche wird sie gewöhnlich in Wattstunden pro m² gemessen. Gegenteil der „direkten Sonneneinstrahlung“.

Direktstrahlung

Die Strahlung, die direkt, ungestreut und ungebrochen auf Photovoltaik-Module trifft und so den kürzesten Weg zwischen Sonne und Objekt zurücklegt. In der Solarbranche wird sie gewöhnlich in Wattstunden pro m² gemessen. Gegenteil der „diffusen Sonneneinstrahlung“.

Due Diligence

Genaue Prüfung und Analyse im Vorfeld einer Verpachtung, eines Kaufs oder Verkaufs einer PV-Anlage, vor allem im Hinblick auf kaufmännische und wirtschaftliche, rechtliche und technische Verhältnisse.

Dünnschicht

Dünne Schichten fester Stoffe im Mikro- und Nanometerbereich, die oft eine physikalische Eigenheit aufweisen, die von der des überzogenen Materials abweicht, z.B. elektrische Leitfähigkeit.

Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule sind Module mit beschichteter Oberfläche. Je nach Beschichtung variieren die physikalischen Eigenschaften und der Wirkungsgrad. Besondere Formen von Dünnschichtmodulen sind amorphe Module und Cadmiumtellurid(CdTe)-Module.

EEG

Erneuerbare-Energien-Gesetz, das in Deutschland die Einspeisevergütung von erneuerbaren Energien regelt. In Italien „Conto Energia“ und in England „Feed-in Tariff“ (FiT) genannt.

Einphasige und dreiphasige Notstromoption

Die Hersteller der Solarstrom-Speichersysteme unterscheiden zwischen einphasigen und dreiphasigen Notstromsystemen. Bei den einphasigen Notstromlösungen muss man sich für eine Phase im Haus, an denen die wichtigsten Verbraucher angeschlossen sind, entscheiden. Die anderen beiden Phasen bleiben tot. Damit fällt auch ein warmes Essen vom Elektroherd flach, denn dieser ist an allen drei Phasen angeschlossen. Bei den Notstromanlagen mit dreiphasiger Versorgung des Hausnetzes aus den angeschlossenen Batterien gibt es dieses Problem nicht. 

Einspeisevergütung

Entgelt für Strom aus erneuerbaren Energien, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Die Betreiber von Stromnetzen in Deutschland sind z.B. zur Abnahme verpflichtet.

Einspeisezusage

Der Netzbetreiber ermittelt anhand der angegebenen Daten den technisch und wirtschaftlich günstigsten Verknüpfungspunkt der Anlage zum vorhandenen Versorgungsnetz. Da oftmals die Planung der Anlage zu diesem Zeitpunkt nicht sehr detailliert vorliegt, ist es ratsam, die maximal mögliche Nennleistung der PV-Anlage bei der Beantragung anzugeben. Die Netzverträglichkeitsprüfung kann durchaus bis zu drei Monate in Anspruch nehmen.

Energiemanagement

Intelligentes Energiemanagement mit System. Das SMA Energy System Home legt die Nutzung Ihrer Haushaltsgeräte in Zeiträume, in denen Ihre Solaranlage genügend Solarstrom dafür liefert – manuell oder ganz automatisch. So verbrauchen Sie einen höheren Anteil Ihres eigenen Solarstroms selbst.

Energierücklaufzeit

Die Zeit, die eine Energiegewinnungsanlage benötigt, um die Energie, die für ihre Herstellung aufgewendet wurde, wieder einzusparen.

Energiewende

Wechsel zu nachhaltiger Energieerzeugung mit erneuerbaren Energien anstatt weiterer Nutzung atomarer oder fossiler Quellen.

Erneuerbare Energien

Auch regenerative Energien genannt. Alle Energiequellen, die nach menschlichem Ermessen unerschöpflich sind. Dazu gehört die Nutzung von Wasser, Sonne, Wind, Biomasse und Erdwärme.

Ertrag

Der Ertrag einer PV-Anlage misst die Energie, die sie mit einer gegebenen Nennleistung, gemessen in Watt Peak (Wp), in einer bestimmten Zeit produziert. Der Ertrag wird in Wattstunden (Wh) gemessen und bestimmt den Wert und die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage.

Ertragsgutachten

Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Solaranlage mit einem PV-Ertragsgutachten.

E-Ladestation

E-Mobility und Photovoltaik. Nutzen Sie den selbst erzeugten Solarstrom aus Ihrer Photovoltaik-Anlage, um das E-Bike oder das Elektroauto zu laden. So kann die Ladestation über das Heimnetzwerk mit einem Managementsystem einer Photovoltaik-Anlage, z.B. zur Steuerung des Eigenverbrauchs, verbunden werden. Die dadurch optimierte Ladung mit Solarstrom ermöglicht die sinnvolle Verknüpfung von regenerativen Energien und Elektromobilität.

Freiflächen

Für PV-Anlagen eignen sich generell Flächen ab 3 Hektar.

Freiflächenanlage

Solaranlage, die auf freier Fläche errichtet wurde. Meist größere Anlagen, die eine niedrigere Einspeisevergütung erhalten als Dach- oder Fassadenanlagen.

Garantie

Bescheinigung einer Mindesthaltbarkeit. In der Regel bescheinigen Hersteller PV-Anlagen eine garantierte Laufzeit von min. 20 Jahren. Schätzungen reichen allerdings bis zu 35 Jahren.

Generator

Die Gesamtheit aller miteinander verschalteten Module, Verkabelungen und Montageeinrichtungen.

Generatoranschlusskasten

Der Generatoranschlusskasten, kurz GAK, dient dem Anschluss der Solaranlage. Hier laufen die Stränge des Solargenerators zusammen und werden zur Gleichstromhauptleitung. In den GAK werden weiterhin Sicherungselemente integriert, die vor einer Überspannung, etwa nach Blitzeinschlägen in der Nähe, schützen sollen. Diese Elemente sollen einerseits das PV-Modul selbst schützen, andererseits aber auch den Wechselrichter als wichtigen Bestandteil jeder PV-Anlage. Die Zusammenführung der Stränge erfolgt dabei mithilfe von sogenannten String-Sammelklemmen. Zusätzlich befindet sich am GAK oftmals der Hauptschalter, der dazu dient, die PV-Module vom restlichen System zu trennen, um Schäden zu vermeiden. Strangsicherungen sind weitere mögliche Installationselemente im GAK.

Gestelltechnik

Photovoltaik-Anlagen bringen einen großen Vorteil mit sich: Unabhängig davon, dass sie umweltfreundliche Energie produzieren, können sie beinahe jeder vorstellbaren Gegebenheit angepasst und entsprechend adaptiert werden. Bei der endgültigen Montage des Photovoltaik-Systems fällt der jeweils eingesetzten Gestelltechnik eine tragende Rolle zu. Die Auswahl der verwendeten Gestelltechnik hängt nicht zuletzt auch von der gewählten Art der Montage ab. Eine Aufdachmontage verlangt den Einsatz einer anderen Gestelltechnik als eine Flachdachmontage. Die Gestelltechnik einer Freiflächenanlage unterscheidet sich grundlegend von der Gestelltechnik einer sogenannten Solarpalme beziehungsweise eines Solarbaums. Bei anderen Montageverfahren, die auf integrierte Solarmodule setzen, etwa bei einer Indachmontage oder einer Energiefassade, kann eventuell sogar komplett auf den Einsatz einer Gestelltechnik verzichtet werden. Eine Montage der Solarmodule auf einem abgeschrägten Dach ist wohl eine der häufigsten Montagearten. Die dabei eingesetzte Gestelltechnik stellt sozusagen die Trägerkonstruktion für die jeweiligen Photovoltaik-Module dar. Zwei wesentliche Vorteile dieser Art der Montage sind, dass das ursprüngliche Dach auch bei einer nachträglichen Montage komplett erhalten bleibt. Zusätzlich ist die eingesetzte Gestelltechnik relativ kostengünstig und wird von einigen Anbietern auch farblich an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst.

Gigawatt (GW)

Maßeinheit für Leistung, abgekürzt GW. 1 GW entspricht 1 Milliarde Watt. Leistung (W) multipliziert mit Zeit (h) entspricht Energie (Wh).

Gigawattstunde

Maßeinheit für Energie, abgekürzt GWh. 1 GWh entspricht der Energie, die ein Energiewandler mit einer Leistung von 1 GW pro Stunde abgibt. Energie (Wh) dividiert durch Zeit (h) entspricht Leistung (W).

Gleichstrom (DC)

Elektrischer Strom, bei dem Stärke und Richtung der Ladungsträger gleich sind. Gegenteil von Wechselstrom (AC). Solarzellen erzeugen Gleichstrom. Historisch bedingt sind die weitaus meisten öffentlichen Stromnetze allerdings Wechselspannungsstromnetze, die keinen Gleichstrom transportieren können. Darum muss die von PV-Anlagen produzierte Energie erst mit Wechselrichtern in Wechselstrom umgewandelt werden, damit sie in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.

Globalstrahlung

Summe aus direkter und diffuser Sonneneinstrahlung, die an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftrifft, z.B. auf eine Solaranlage; sie wird in der Regel in Kilowattstunden pro m² und Jahr gemessen, um jahreszeitbedingte Schwankungen der Globalstrahlung zu mitteln.

Gutachten

Ein PV-Gutachten wird von einem unabhängigen Sachverständigen erstellt. Es dokumentiert Leistungen und beglaubigt Erfolge.

Heizstab

Mit einem Heizstab nutzen Sie den überschüssigen Solarstrom Ihrer PV-Anlage zur Warmwassererzeugung, sparen Sie Kosten für Öl und Gas ein und erhöhen den Eigenverbrauch.

Inbetriebnahme der PV-Anlage

Nachdem eine Photovoltaik-Anlage fertig installiert wurde, wird diese irgendwann in Betrieb genommen. Meist macht der Installateur schon einige Tage vor dem offiziellen Abnahmetermin mit dem zuständigen Betreiber des Stromnetzes einen Probebetrieb. Wenn dann alles einwandfrei funktioniert, wird ein Abnahmetermin vereinbart, und der Netzbetreiber schickt einen Mitarbeiter zur Abnahme der PV-Anlage. Diese „Abnahme“ betrifft allerdings lediglich eine Prüfung, ob die Solarstromanlage alle gültigen Regeln in Bezug auf den Netzparallelbetrieb mit dem Stromnetz des Netzbetreibers erfüllt. Er prüft daher, ob die lokal geltenden technischen Anschlussbedingungen (TAB) eingehalten wurden. Diese Regeln bauen auf allgemein geltenden Regeln auf, die in sogenannten Anwendungsregeln des VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik) festgehalten sind. Eine Anwendungsregel ist eine abgespeckte Variante einer Norm. Der VDE definiert wie folgt: „VDE-Anwendungsregeln sind Handlungsempfehlungen, die den Stand der Technik und ein Mindestniveau an Sicherheit definieren und helfen, die europäische und internationale Normungsarbeit vorzubereiten.“ Für den Netzparallelbetrieb von Photovoltaik-Anlagen sind hier zwei Anwendungsregeln zu beachten.

Inselbetrieb

Ist kein Netzanschluss vorhanden, sind zum netzunabhängigen Betrieb Speicherkomponenten erforderlich. Dies ist wirtschaftlich sinnvoll, wenn die Installation eines Netzanschlusses teurer würde als die PV-Installation, z.B. bei Parkschein-Automaten oder Straßenlaternen, Anzeige-Tafeln, Stau-Sensoren oder landwirtschaftlichen Anwendungen wie Weidetränken, Elektrozäunen, Bewässerungen, Gewächshäusern, Gartenhäuschen, Almhütten etc.

Insolation

Einfall der Sonnenstrahlung auf ein Solarmodul in einem bestimmten Zeitraum und relativ zu der Fläche des Moduls; wird gewöhnlich in Wattstunden pro m² gemessen. Spielt eine wichtige Rolle für den geeigneten Neigungswinkel von PV-Modulen und die Wirtschaftlichkeit einer Anlage. Insolation (Wh/m²) geteilt durch Zeit (h) entspricht der Bestrahlungsstärke (W/m²).

Kilowatt (KW)

Maßeinheit für Leistung, abgekürzt kW. 1 kW entspricht 1.000 Watt. Leistung (W) multipliziert mit Zeit (h) entspricht Energie (Wh).

Kilowattstunde (KWH)

Maßeinheit für Energie, abgekürzt kWh. 1 kWh entspricht der Energie, die ein Energiewandler mit einer Leistung von 1 kW pro Stunde abgibt. 1 kWh = 3.600 Kilojoule (kJ). Energie (Wh) dividiert durch Zeit (h) entspricht Leistung (W).

Kollektor

Ein Kollektor, im Zusammenhang mit PV-Anlagen auch Solarmodul genannt, sammelt Sonnenlicht.

KW

Kilowatt

KWH

Kilowattstunde

KWP

Kurz für Kilowatt Peak. In der PV-Branche gebräuchliche Bezeichnung für die elektrische Maximalleistung einer Solaranlage, gemessen unter Standardbedingungen.

Lichtbogen

Entsteht bei Leiterbruch und bezeichnet eine Gasentladung zweier Elektroden, die sich selbst erhält (im Gegensatz zum Funken). Die Elektrodenenden verdampfen, und es entsteht ein Metalldampfplasma, das das Gas (z.B. Luft) elektrisch leitfähig macht; der so entstehende Lichtbogen verbindet dann die beiden Elektrodenenden, sofern sie nicht zu weit voneinander entfernt sind und eine nötige Mindestspannung nicht unterschritten wird. Bei elektronischen Anlagen, also auch bei Solaranlagen, kann dies durch lose hängende Kabel verursacht werden und zu Kurzschluss oder gar Brand führen.

Marktstammdatenregister

Das Marktstammdatenregister ist das Register für den deutschen Strom- und Gasmarkt. Es wird MaStR abgekürzt. Im MaStR sind vor allem die Stammdaten zu Strom- und Gaserzeugungsanlagen zu registrieren. Außerdem sind die Stammdaten von Marktakteuren wie Anlagenbetreibern, Netzbetreibern und Energielieferanten zu registrieren. Das MaStR wird von der Bundesnetzagentur geführt.

Monokristalline Module

Werden aus einem monokristallinen Block gesägt und weisen eine homogene Oberflächenstruktur auf. Der Wirkungsgrad ist sehr hoch, allerdings auch die Herstellungskosten.

MPP-Tracker

Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls bzw. eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.

Neigungswinkel

Beschreibt, in welchem vertikalen Winkel zur Sonne Solarmodule montiert sind, und wird je nach Standort und Sonneneinstrahlung angepasst.

Netzparität

Kostengleichheit von selbst erzeugter und eingekaufter elektrischer Energie.

Netztrennschalter

DC-Trennschalter für Photovoltaik-Anlagen. Vollständig vorverkabelter DC-Schalter gewährleistet schnelle Installation und optimale Sicherheit. Bis 1.000 Volt DC String Spannung 32A Der DC-Hauptschalter dient zur Abschaltung der Solarmodule.

Netzverträglichkeitsprüfung

Die Netzverträglichkeitsprüfung ist notwendig, wenn eine Einspeisezusage erfolgen muss. Diese wiederum ist immer dann von Bedeutung, wenn der mittels PV-Anlage erzeugte Strom zwar ins öffentliche Netz eingespeist werden soll, die Einspeisung allerdings nicht über den Hausanschluss erfolgt. Das ist in der Regel bei größeren PV-Anlagen der Fall.

Notausschalter

Feuerfeste Notausschalter direkt an den PV-Modulen, die im Brandfall auch noch sicher und möglichst zentral bedient werden können, waren bisher nicht zu akzeptablen Preisen zu kaufen. Solche DC-Lasttrennschalter müssen nämlich den besonderen Anforderungen des Schaltens von Gleichstrom mit teils über 1000 Volt gerecht werden, und damit insbesondere den extrem hohen Temperaturen der beim Öffnen von Kontakten entstehenden Lichtbögen standhalten können, um nicht durch zu häufige Kontaktabbrände die Lebensdauer extrem zu verkürzen.

Notstromversorgung

Unabhängigkeit vom Stromnetz und den Stromversorgern ist einer der Gesichtspunkte, die Interesse für ein Batteriesystem hervorrufen. Bisher sind wir in Deutschland ja weitestgehend von "Blackouts" verschont geblieben. Mit der Abschaltung der Atomkraftwerke wird aber verstärkt auf die Gefahr eines solchen großflächigen Stromausfalls hingewiesen.


Fast alle Anbieter von Speichersystemen für Photovoltaik-Anlagen haben eine Notstromoption bereits integriert. Teilweise schalten sich diese in Sekundenschnelle selbstständig ein, sobald der Strom aus dem Netz fehlt. Wenn man nur einen kurzen Zeitraum ohne externe Stromversorgung überbrücken möchte, dann funktioniert das mit den Speichergrößen, die für die Optimierung des Eigenverbrauchs angeboten werden, recht problemlos. Möchte man sich aber so weit absichern, dass man beispielsweise mindestens einen Tag mit Notstrom aus der Batterie über die Runden kommt, sind diese Speicherkapazitäten nicht mehr ausreichend.

Photovoltaik

Der Begriff der Photovoltaik setzt sich aus dem griechischen „Phos“ für Licht und „Volt“, der Einheit für elektrische Spannung, die auf den Physiker Alessandro Volta zurückgeht, zusammen. Photovoltaik bezeichnet also die Umwandlung von Licht in elektrische Energie.

Photovoltaik-Anlage

Photovoltaik ist eine Technik, mit der durch Solarzellen aus Licht Strom erzeugt werden kann. Beim photovoltaischen Effekt fällt Sonnenlicht auf eine Grenzschicht zwischen zwei Halbleitern, wodurch eine elektrische Spannung entsteht. Je mehr Fläche vorhanden und je stärker das Licht ist, das auf diese Fläche fällt, umso höher ist auch die Stärke des Stroms, der dabei produziert wird. Photovoltaik gilt als umweltschonende Alternative zur traditionellen Stromerzeugung.

 

Photovoltaik-Planung

Der erste Schritt der Planung einer Photovoltaik-Anlage besteht darin, den Energiebedarf zu ermitteln. Ein ganz wesentlicher Punkt bei der Planung der Photovoltaik-Anlage betrifft deren sinnvolle Größe. Aber auch viele andere Punkte sollten bei der Planung einer Photovoltaik-Anlage berücksichtigt werden.

Potenzialausgleich

Unter Potenzialausgleich versteht man alle Maßnahmen zum Beseitigen elektrischer Potenzialunterschiede (Spannungen) zwischen den berührbaren Körpern elektrischer Betriebsmittel, der Erde und fremden leitfähigen Teilen wie Wasserleitungen oder Ähnlichem. Er dient hauptsächlich dem Schutz vor elektrischem Schlag.

PV-Module

Als Herz einer Photovoltaik-Anlage wandeln die Solarmodule, kurz Module genannt, das Licht der Sonne in Strom um. Das Material, aus dem die Module gemacht sind, nimmt großen Einfluss auf ihre Leistung. Ebenso die Herstellungsweise. Die kleinste Einheit einer Photovoltaik-Anlage, die die Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie (Elektrizität, elektrischen Strom) umwandelt, ist die Solarzelle. Praktisch kommen einzelne Solarzellen eher selten zum Einsatz, meist verbindet man sie zu Gruppen: sogenannten Solarmodulen oder Solarpanels. Von denen wiederum bildet eine größere Anzahl das Herz der Photovoltaik-Anlage. Das Modul ist demnach eine Art Gehäuse, also sowohl eine mechanische Befestigungsmöglichkeit als auch ein Schutzsystem für die Solarzellen. So ein Modul besteht beispielsweise aus einem Profil aus dem Leichtmetall Aluminium, das sich mit passendem Material auf dem Dach befestigen lässt, und einer lichtdurchlässigen Glasscheibe als Abdeckung. Neben den Solarzellen beherbergt das Solarmodul auch elektrische Anschlüsse. Die Solarzellen im Solarmodul sind elektrisch miteinander verbunden. Diese Verbindung wird auch Verschaltung genannt.


Es gibt zum Verschalten der Solarzellen mehrere Methoden:

Gängig ist die sogenannte Reihenschaltung (auch Serienschaltung genannt): Hierzu schaltet man die einzelnen Solarzellen in Reihe, sodass der erzeugte elektrische Strom nacheinander durch alle Solarzellen fließt, wobei sich deren Einzelspannung zu einer höheren Spannung summiert. Ein Beispiel: 72 Solarzellen mit einer Einzelspannung von einem halben Volt kommen so auf eine Ausgangsspannung von 36 Volt. Die Reihenschaltung ist insbesondere für kleinere PV-Anlagen vorteilhaft. Gruppen von Solarzellen, die in Serienschaltung miteinander verbunden sind, können parallel (Parallelschaltung) geschaltet werden, sodass die Stromstärke in Summe steigt, was bei teilweise verschatteten Modulen für einen höheren durchschnittlichen Ertrag sorgt. Auch für die Verschaltung der Solarmodule haben sich die Methoden Reihenschaltung und Parallelschaltung bewährt, häufig kombiniert man sogar beide Methoden, indem mehrere Module in Serie zu einem sogenannten String und mehrere solcher Strings parallel verschaltet werden.

PV-SOC

Kurz für Photovoltaic-Security Operations Center. Ein Rundum-Diebstahlschutzservice speziell für Solaranlagen.

PV-Versicherung

Versicherungen, die speziell für Solaranlagen entwickelt wurden. Es gibt im Wesentlichen zwei Arten: die Photovoltaik- oder Solarversicherung und die Photovoltaik- oder Betreiberhaftpflicht.

Reinigung

Mit einer Photovoltaik-Reinigung können PV-Erträge gesteigert und Rückstände wie Laub, Staub oder Vogeldreck von der Photovoltaik-Anlage entfernt werden.

Schwarzstartfähigkeit

Die Schwarzstartfähigkeit ist insbesondere bei einem flächendeckenden Stromausfall von Bedeutung, um das Energienetz wieder in Betrieb zu nehmen. Im Normalfall wird die erforderliche Leistung zum Start einer Energieerzeugungseinheit aus dem Netz entnommen. Die Energie schwarzstartfähiger Erzeugungseinheiten kann dann zum Anfahren nicht schwarzstartfähiger Erzeugungseinheiten verwendet werden.

Sichtprüfung

Eine regelmäßige Prüfung von Photovoltaik-Anlagen durch eine anerkannte Prüforganisation nach VDE 0100-600 ist Voraussetzung für einen ordnungsgemäßen und sicheren Betrieb. Neben einer initialen Prüfung und der Abnahme einer neu aufgebauten Anlage ist eine routinemäßige Prüfung der Solaranlage und ihrer Komponenten vorgeschrieben.

Solarträgerziegel

Bei handwerklicher Bearbeitung der Dachpfannen, zum Beispiel zwecks Einbau von Sparrenankern für die Befestigung einer Solaranlage, erlöschen die Gewährleistung sowie die 30-jährige Garantie. Gemäß Fachregelwerk müssen Dachsystemteile, zum Beispiel Sparrenanker, regensicher in die Dachdeckung eingebaut werden, das heißt, sie müssen für den jeweiligen Verwendungszweck geeignet sein und den technischen Vorschriften entsprechen. Hierfür trägt der Verarbeiter die Verantwortung. Bei der Montage von universellen Solar-Sparrenankern kann es dazu kommen, dass Dachpfannen bearbeitet werden und durch "Ausflexen" der Pfannenkörper geschwächt wird. Werden Dachpfannen ausgeflext, kann Karg Solar  verständlicherweise keine Gewährleistung für die Material- und Regeneintragssicherheit der verwendeten Dachpfannen übernehmen. Die Beschädigung führt daher zu einer Begrenzung unserer Haftung und zum Erlöschen unserer Garantie.

Statik Schnee und Windlast

Manche Regionen Deutschlands sind schneereicher als andere, aber früher oder später wird wohl jede Photovoltaik-Anlage von der weißen Pracht heimgesucht. Was so schön aussieht, kommt einem PV-System jedoch leider überhaupt nicht zugute. Denn Schnee bringt ein beachtliches Gewicht auf die Waage, und je nasser er ist, desto gewichtiger präsentiert er sich auch. Im Photovoltaik-Zusammenhang besteht nun die Gefahr, dass der Schnee sich auf den Solarmodulen ablagert und dort mit seinem massiven Gewicht auf die doch recht empfindlichen Bauteile drückt. Beschädigungen an den Solarmodulen sind das Resultat. Damit diesbezüglich nichts zu befürchten ist, kann man bereits im Vorfeld der PV-Planung, während der Installation sowie des laufenden Photovoltaik-Betriebs einen entscheidenden Beitrag leisten:

1. In die PV-Planung die Berechnung der zu erwartenden Schneelast integrieren.
2. Die Installation der Photovoltaik-Anlage auf diese Berechnungsergebnisse aufbauen.
3. Auf die ideale Mischung aus optimaler Solarmodulneigung hinsichtlich des Ertrags achten, dabei jedoch nicht vergessen, dass der Schnee umso besser abrutschen kann, je stärker die Module geneigt sind.
4. Vor der schneereichen Jahreszeit die Solarmodule auf Stabilität überprüfen.
5. Abgelagerte Schneemassen manuell entfernen.
6. Nach der Schneeschmelze die Solarmodule auf Beschädigungen inspizieren.

Noch dramatischer als Schnee kann sich die Windlast auf eine Photovoltaik-Anlage auswirken. Denn während der Schneefall lediglich innerhalb einer kurzen Zeitspanne erwartet wird, ist man vor massiven Winden das ganze Jahr über nicht sicher. Außerdem kann man Schnee manuell entfernen, um die Last zu reduzieren, bei Wind und Sturm hat man allerdings kein unmittelbares Hilfsmittel parat. Gleichzeitig ist das gesamte Konzept einer Photovoltaik-Anlage eine ideale Angriffsfläche für Wind. So bieten Aufständermontagen bei Flachdächern durch ihre hochragende Form einen Windwiderstand und können bedrohlich ins Wanken geraten. Bei auf Schrägdächern montierten Solarmodulen verhält es sich nicht weniger gefährlich. Denn der Abstand zwischen Solarmodul und Dacheindeckung ist zwar dem Belüftungsgedanken zuträglich, allerdings entsteht in diesem Hohlraum ein Windsog. Bei beiden Montagevarianten kann die äußere Krafteinwirkung so stark werden, dass die gesamte Modulfläche aus ihrer Verankerung reißt. Einzig bei integrierten Modulsystemen ist man vor dieser Gefahr einigermaßen sicher.

Damit diesbezüglich nichts passiert, sollte man unbedingt bei der PV-Planung eine Windlastberechnung hinzuziehen, besonders feste Verankerungen wählen, die insbesondere den Randbereich der Solarmodule sichern sollen, und im Zuge der regelmäßigen PV-Wartung auch den Zustand der Modulbefestigungselemente einbeziehen und hier gegebenenfalls Nachbesserungen durchführen.

Stromspeicher

Der Speicher für Photovoltaik-Anlagen – praktische und effiziente Energienutzung

Durch eine Photovoltaik-Anlage sind Sie weitestgehend unabhängig vom Stromnetz und nutzen die Kraft der Sonne. Mit einem Speicher setzen Sie die erzeugte Energie besonders komfortabel ein, da der Strom zwischengespeichert werden kann. Sie erhöhen somit die Effektivität und haben auch in der Nacht ausreichend Energie zur Verfügung. Ein Speicher wertet die Anlage auf und optimiert die Nutzung.


Die Vorteile der Speicher für Photovoltaik-Anlagen
Die Speicher für Photovoltaik-Anlagen werden auch Solarakkumulatoren, Solarakkus oder Solarbatterien genannt. Diese Akkus wurden speziell für den Gebrauch in Verbindung mit PV-Anlagen konzipiert. Insbesondere Inselanlagen nutzen die Speichersysteme, um die von Solarmodulen erzeugte Energie zu speichern. Ebenso dienen sie bei Anlagen mit intensiver Verbrauchsleistung als Pufferbatterie. Der Strom muss nicht zur Zeit seiner Erzeugung verbraucht werden, sondern steht auch an lichtschwachen Tagen zur Verfügung. Dadurch kann der Verbrauch aus dem Stromnetz reduziert werden.


Lithium-Ionen-Akkumulatoren – die überzeugende Batterietechnologie
Aufgrund des optimalen Preis-Leistungs-Verhältnisses werden heutzutage Lithium-Ionen-Akkumulatoren vermehrt eingesetzt. Die größten Vorteile der Lithium-Ion-Akkus sind ihre lange Lebensdauer von rund 20 Jahren und die überzeugende Zyklenfestigkeit, die mitunter 10.000 Entlade- und Ladezyklen übersteigen kann. Zudem punkten die Speicher für Photovoltaik-Anlagen in vielen Fällen mit einem Tiefentladeschutz, einer flexiblen Teilzyklisierung ohne störenden Memoryeffekt, einer Schnellladefähigkeit sowie einem angenehmen und geräuschlosen Betrieb. Ebenso sind Lithium-Eisenphosphat-Akkus wegen ihres günstigen Preises, ihrer Zyklenfestigkeit und ihrer hohen Sicherheit beliebte Speicher für Photovoltaik-Anlagen.

Störelemente

Wolken, Antennen, Hochleitungen, umliegende Gebäude, Bäume, Kamine, Lüftungsrohre oder auch aufgewehte Blätter bzw. eingetragener Vogelkot.

String

Der englische Begriff String steht zu Deutsch für Strang. Im Bereich der Photovoltaik wird damit die Reihenschaltung von mehreren Modulen oder auch Solarzellen innerhalb eines Moduls bezeichnet. Diese Strings werden an den Wechselrichter angeschlossen, wobei ein spezieller String-Wechselrichter den parallelen Anschluss mehrerer Strings ermöglicht.

Stringanordnung

Ist die Photovoltaik-Anlage auf mehrere Dachflächen mit unterschiedlicher Ausrichtung oder Neigung verteilt, dann sollten mehrere Strings gebildet werden. So kann z.B. die Ost- und Westseite zu jeweils einem eigenständigen String verschaltet werden. Ursache ist die unterschiedliche Einstrahlung der Sonne auf beide Seiten. Sie sind so konzipiert, dass alle Module in Reihe verschaltet werden können, sofern die Leistungsfähigkeit des WR nicht überschritten wird.

Verschattungssituation

Unter dem Begriff der Abschattung versteht man die Reduzierung der Sonneneinstrahlung auf eine Photovoltaik-Fläche durch Gegenstände, die einen Schatten auf die PV-Anlage werfen. Das kann durch unterschiedliche Hindernisse wie zum Beispiel durch Häuser, Bäume oder auch Schornsteine geschehen. Eine Abschattung kann die Sonneneinstrahlung und damit den Ertrag einer Solaranlage negativ beeinträchtigen.

Bei der Verschattung oder Abschattung handelt es sich in der Photovoltaik um eine Störung der Erzeugung von Solarstrom im PV-Generator.
Verursacht wird die Verschattung dadurch, dass einzelne oder mehrere Solarzellen in einen Schatten geraten – z.B. durch Wolken, Antennen, Hochleitungen, umliegende Gebäude, Bäume, Kamine oder auch aufgewehte Blätter bzw. eingetragenen Vogelkot.

Gelegentlich verschatten hintereinander aufgeständerte Modulreihen sich auch von Reihe zu Reihe.
Unerwünscht ist die Verschattung, da sie den Stromfluss im PV-Modul unterbrechen, den Ertrag mindern und im Extremfall sogar zum Elektronenstau mit Hot Spot und Störlichtbogen führen kann.

Wafer

Wafer für Solarzellen bestehen i.d.R. aus Silizium. Ein Wafer bezeichnet eine Scheibe, die aus mono- oder polykristallinen Siliziumblöcken herausgeschnitten wird.

Wirkleistungsbegrenzung

Bei einer Wirkleistungsbegrenzung wird sichergestellt, dass nicht mehr als eine festgelegte Menge Solarstrom in das Stromnetz eingespeist wird. Gemessen wird am Netzanschlusspunkt. Im einfachsten Fall rechnet der Installateur die Leistung aus, die 70 Prozent der Generatorleistung (also der installierten Module) entspricht. Diesen Wert trägt der Installateur als feste Grenze in den Wechselrichter ein. Nun wird der Wechselrichter nie mehr als die eingestellte Leistungsgrenze einspeisen. Dabei wird der Eigenverbrauch gar nicht berücksichtigt – die Energie über 70 Prozent geht bei dieser Lösung also grundsätzlich komplett verloren.

 

WR / Wechselrichter

Je nach Anwendung erzeugen Wechselrichter entweder einen ein- oder mehrphasigen Ausgangsstrom bzw. eine ein- oder mehrphasige Ausgangsspannung. Der Wirkungsgrad halbleiterbasierender Geräte kann bis zu 99 Prozent erreichen. Eingesetzt werden Wechselrichter dort, wo elektrische Verbraucher Wechselspannung bzw. Strom zum Betrieb benötigen, aber nur eine Gleichspannungsquelle zur Verfügung steht. Wichtige Anwendungsgebiete sind unter anderem die Ansteuerung von Wechselstrommotoren oder in der Photovoltaik zur Umwandlung des gewonnenen Gleichstroms in einen Wechselstrom zur Einspeisung in das öffentliche Stromversorgungsnetz oder für den direkten Verbrauch.

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