Photovoltaikanlage 2017

 

Photovoltaikanlage

PhotovoltaikanlageWas ist eine Photovoltaikanlage?

Die Photovoltaikanlage (PVA, PV-Anlage) ist eine Solarstromanlage. Sie wandelt Sonnenstrahlung auf umweltfreundliche Weise in elektrische Energie um. Hierfür kommen Solarzellen zum Einsatz. Die Fachwelt bezeichnet diesen Vorgang Photovoltaik. Mithilfe des photoelektrischen Effekts entsteht aus Sonnenlicht Gleichstrom. Im Gegensatz zu PV-Anlagen arbeiten beispielsweise solarthermische Kraftwerke über zwei Zwischenschritte: Wärmeenergie und schließlich mechanische Energie.

Gängige Photovoltaikanlagen erbringen Leistungen in niedrigen kW-Bereichen (einstellig). Diese eignen sich für Hausdachanlagen. Im Gewerbebereich kommen ähnliche Dachanlagen zum Einsatz. Diese erbringen eine Leistung von bis zu mehreren MW. Im Gegensatz dazu ermöglichen Freiflächensolaranlagen meist Leistungen im höheren MW-Bereich.

Es gibt netzgekoppelte PVA, welche eine automatisierte Einspeisung von Solarstrom in das öffentliche Stromnetz vornehmen. Betreiber erhalten von zuständen Stellen eine sogenannte Photovoltaik Einspeisevergütung.

 

 

Photovoltaikanlagen Komponenten

Jede PV-Anlage besteht aus unterschiedlichen Komponenten, da in einer einzelnen Solarzelle lediglich geringe Mengen an Strom fließen können. Folgliche werden mehrere Solarzellen zu einem sogenannten Solarmodul zusammengelegt. Je größer das Solarmodul ist, umso mehr Solarzellen werden miteinander verschaltet.

In Abhängigkeit vom eingesetzten Material gibt es drei verschiedene Modularten:

Solarmodule befinden sich in einer Kunststoffschicht, damit sie vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Zudem erfolgt eine Abdeckung mit lichtdurchlässigem Spezialglas. In einem Solargenerator werden anschließend mehrere dieser Photovoltaik Module zusammengeschlossen.

 

Monokristalline Solarmodule

Kristalline Photovoltaik Module kommen oftmals für die PVA auf dem eigenen Hausdach zum Einsatz. Die Lichtumwandlung erfolgt durch Siliziumkristalle. Beispielsweise kommen in monokristallinen Modulen sehr große, extra gezüchtete Siliziumkristalle zum Einsatz. Diese ermöglichen einen extrem hohen Wirkungsgrad.

 

Polykristalline Solarmodule

Als kostengünstigere Alternative kommen häufig polykristalline Solarmodule zum Einsatz. Diese bestehen aus großen Mengen sehr kleiner Siliziumkristalle. Der Wirkungsgrad dieser PV-Module ist etwas geringer, da Energieverluste an den Grenzschichten jedes einzelnen Kristalls auftreten. Aufgrund dessen sind vor kurzer Zeit innovative, quasi monokristalline Module für Photovoltaikanlagen auf dem Markt erschienen.

 

Quasi monokristalline Solarmodule

Zwar kommt auch hier polykristallines Silizium zum Einsatz, doch weisen sämtliche Kristallgitter die selbe Orientierung auf. Energieverlusten kann effektiv vorgebeugt werden. Nicht zuletzt besitzen quasi monokristalline Photovoltaik Module damit gleiche Eigenschaften, wie monokristalline Module. Der Hauptunterschied liegt lediglich in der Herstellung und damit vor allem in der preiswerteren Produktion der effektiven Innovation.

 

Weitere Komponenten einer Photovoltaikanlage

Energiespeicher Senec G2 Home

Darüber hinaus besteht eine PV-Anlage aus weiteren Komponenten. Beispielsweise ist ein Wechselrichter zur Herstellung von Wechselstrom notwendig, damit der Gleichstrom genutzt werden kann beziehungsweise zur Einspeisung ins öffentliche Netz zur Verfügung steht. Zu beachten ist, dass die Qualität des integrierten Wechseltrichters maßgeblichen Einfluss auf den schlussendlichen Ertrag der jeweiligen Anlage hat.

Kaco Blueplanet Wechselrichter

Neben den hier aufgezählten Komponenten ist zudem Eigenverbrauchs- beziehungsweise Einspeisezähler notwendig. Darüber hinaus spielt bei jeder Photovoltaikanlage ein Energiespeicher notwendig. Inselanlagen (PV-Anlagen, die nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind) benötigen einen Akkumulator beziehungsweise Energiespeicher, damit die Energiezufuhr auch zu jenen Tageszeiten gewährleistet ist, wo keine Produktion von Solarstrom stattfindet. In Abhängigkeit vom Energiebedarf als auch der Größe des Solargenerators, ist die Größe des Energiespeichers anzupassen. In diesem Zusammenhang sind zudem Laderegler notwendig, um die Funktionsdauer von Akkumulatoren zu verlängern. Laderegler verhindern hier Überladungen beziehungsweise Tiefentladungen der Batterie. Zudem ist der Laderegler dem Verbrauch als auch dem Maximalstrom der Solarmodule anzupassen. Da eine nachträgliche Integration von Ladereglern nicht möglich ist, sollten diese bereits im Rahmen der PVA-Planungsphase integriert werden.

Im Gegensatz zu Inselanlagen, können netzgekoppelte PV-Anlagen optional mit einem Stromspeicher versehen werden. Auf diese Weise kann ein Solarstromüberschuss während des Tages für die nächtliche Nutzung gespeichert werden. Ähnlich wie bei Inselanlagen ist auch hier eine stete Kontrolle der Entlade- und Ladevorgänge der beteiligten Elektronik von Bedeutung.

 

Photovoltaikanlage Funktion

Die Funktionsweise der Solarstromanlage basiert auf dem photovoltaischen Effekt. Es handelt sich hierbei um die Wechselwirkung zwischen dem Halbleitermaterial der einzelnen Solarzellen und dem einstrahlenden Sonnenlicht. Begünstigt wird dieser Vorgang dadurch, dass es sich um dotiertes Halbleitermaterial handelt. Das bedeutet es ist mit Fremdelementen verunreinigt.

Während der beschriebenen Wechselwirkung erfolgt einer Freisetzung elektrischer Ladungsträger, welche mithilfe von metallischen Kontakten infolge dessen abgeführt werden. Dieser Vorgang beschreibt die Erzeugung von Gleichstrom.

Mithilfe des nachgeschalteten Wechseltrichters wird der erzeugte Gleichstrom sofort in Wechselstrom transformiert.

Handelsübliche Solarzellen ermöglichen heute bereits einen Wirkungsgrad von bis zu 20 Prozent. Mono- und polykristalline Solarmodule erreichen einen durchschnittlichen Wirkungsgrad zwischen 12 und 17 Prozent. Aufgrund kontinuierlich vorangetriebener Weiterentwicklungen und Forschungsarbeiten seitens der PV-Industrie werden stets höhere angesiedelte Leistungsklassen erreicht.

 

Lohnt eine PV-Anlage?

PV-Kraftwerk mit Frist Solar Modulen
PV-Kraftwerk mit Frist Solar Modulen

Vor nicht all zu langer Zeit konnte die Frage, ob sich die Anschaffung einer Photovoltaikanlage lohnt, mit einem klaren „Ja.“ beantwortet werden. Nach der Jahrtausendwende galten Einspeisevergütungssätze von rund 0,30 Euro pro Kilowattstunde. Damals erfolgte fast eine komplette Einspeisung des auf dem Hausdach erzeugten Solarstroms ins öffentliche Netz. Aufgrund dessen profitierten alle Anlagenbetreiber von rentablen Renditen, welche bereits nach den ersten zehn Jahren der PVA Betriebszeit begannen, Gewinne zu erzeugen.

Diese hohen Renditen waren zum damaligen Zeitpunkt problemlos möglich, da die Anlagenpreise bereits seit Beginn des Jahres 2009 immer stärker sanken. Selbst während dieser Phase gab es noch relativ attraktive Einspeisevergütungen, welche lediglich aller sechs Monate gekürzt wurden. Aufgrund dessen fiel die Frage „Lohnt sich eine Photovoltaikanlage überhaupt noch?“ zum damaligen Zeitpunkt meist gar nicht. Vielmehr galt die Investition in eine PVA als krisensicheres Plusgeschäft.

Heute steht es um die einst so rentable Photovoltaikanlage etwas anders. Kleine bis mittelgroße Photovoltaikanlagen erbringen eine um mehr als 50 Prozent geringere Einspeisevergütung. Aktuell liegt dieser weit unter 0,13 Euro pro Kilowattstunde. Nach Berechnungen des Fraunhofer ISE liegen die Stromgestehungskosten einer dieser Photovoltaikanlagen aktuell zwischen 0,10 und 0,13 Euro. Es handelt sich hierbei um den Preis einer Kilowattstunde Strom, welche über eine zwanzigjährig gezahlte Einspeisevergütung generiert werden kann.

Was genau bedeutet jedoch dieser Trend in Bezug auf die Eingangsfrage? Tatsache ist, dass im Vergleich zu externen Netzbetreibern mithilfe einer eigenen Photovoltaikanlage Strom kostengünstiger erzeugt werden kann. Die örtlichen Strompreise liegen derzeit bei durchschnittlich 0,26 Euro pro Kilowattstunde. Es gilt zu beachten, dass die jeweiligen Preise in Abhängigkeit vom gewählten Tarif schwanken können. Diesbezüglich bringt die Anschaffung einer Photovoltaikanlage finanzielle Vorteile mit sich.

Gleichzeitig sind jedoch die aktuellen Einspeisevergütungen von weniger als 0,13 Euro pro Kilowattstunde viel zu niedrig, als dass mit einer Volleinspeisung keine lohnenswerten Renditen zu erwirtschaften sind. So erfolgt die Stromerzeugung zu einem Preis von 0,10 bis 0,14 Euro pro Kilowattstunde und für die Einspeisung erhalten PVA Betreiber lediglich weniger als 0,13 Euro für die gleiche Leistung. Beim genauen Hinschauen lohnt sich die Volleinspeisung der erzeugten Energie jedoch in ganz speziellen Gebieten. Es handelt sich um Regionen, die eine extrem hohe Sonneneinstrahlung aufweisen. Zudem muss die entsprechende Photovoltaikanlage zu vorteilhaften Konditionen erworben werden. Darüber hinaus gilt die Ausstattung dieser mit qualitativ hochwertigem Wechseltrichtern und Modulen als Voraussetzung dafür, dass mithilfe einer Volleinspeisung dennoch attraktive Renditen zu erwirtschaften sind. In diesem Zusammenhang weisen Experten jedoch auf den minimalen finanziellen Spielraum hin.

Dennoch bleibt hier die Frage nach dem Eigenverbrauch von Solarstrom noch unbeantwortet. Es ist nach wie vor davon auszugehen, dass die eigene Herstellung von Solarstrom deutlich ökonomischer ist, als die Stromnutzung örtlicher Netzbetreiber. Bei dieser Variante ist es jedoch notwendig, möglichst viel Solarstrom auch selbst zu nutzen. Dies lässt sich mit innovativen Speichertechnologien zuverlässig realisieren. Durch zusätzliche Elemente wie einem Stromspeicher oder diverser Smart Home Lösungen können Stromgestehungskosten langfristig effizient gesteigert werden.

Um in den Genuss dieser Vorzüge zu kommen, sind nachfolgende Rahmenbedingungen notwendig:

  • Optimale Kombination aus Eigenverbrauch und Einspeisung definieren.
  • Zusätzliche Ausgaben für notwendige Speichertechnik halten sich in Grenzen.

Unabhängig davon gilt der reine Eigenverbrauch aufgrund der anhaltend niedrigen Rendite jedoch nicht als überzeugendes Verkaufsargument. Um dies zu erreichen, ist eine weitere Senkung der Investitionen für Haussteuerungen als auch notwendiger Stromspeicher notwendig.

 

Voraussetzungen für eine Photovoltaikanlage

Sonneneinstrahlung in Deutschland

Sonneneinstrahlung Deutschland
SolarGIS © 2011 GeoModel Solar s.r.o.

Grundsätzlich kann eine Photovoltaikanlage in Deutschland auf allen Dächern installiert werden, wenn ein ausreichend großer Lichteinfall gewährleistet ist. In puncto Sonneneinstrahlung müssen an keinem Ort in Deutschland Abstriche gemacht werden. Überall können durch die professionelle Installation einer Photovoltaikanlage Gewinne erwirtschaftet werden. Da auch die Verschattung, Schnee und Wind im Vorfeld mit zu betrachten sind, werden diese naturgegebenen Voraussetzungen ebenso wie gesetzlich verankerte Richtlinien im Nachfolgenden mitbetrachtet. In deutschen Gebieten mit Photovoltaikanlagen auf Dächern wird aktuell ein durchschnittlicher Sonnenstromertrag von rund 800 bis 1.050 kWh pro jWp ermöglicht.

 

Verschattung

© liantho
© liantho

Durch den Schattenwurf kann die Leistung einer Photovoltaikanlage ungünstig beeinflusst werden. Infolge dessen ist die Sonnenbahn bereits während der Planungsphase genau zu beachten. Es ist darauf zu achten, dass sich die Photovoltaikanlage möglichst nie im Schatten befindet. Dies gilt für alle Tages-, aber auch Jahreszeiten. Eventuelle Toleranzgrenzen der jeweiligen Verschattung kann der Fachmann für Photovoltaikanlagen bestimmen. So führt eine geringfügige Verschattung lediglich zu minimalen Ertragsminderungen.

Um zu erkennen, ob die Photovoltaikanlage verschattet wird, ist es hilfreich, das Dach im Vorfeld gezielt während eines gesamten Tages zu beobachten. Folgende Faktoren behindern eine direkte Sonneneinstrahlung und verursachen die Verschattung:

  • Bäume
  • Schornsteine
  • Berge
  • Häuser

Darüber hinaus ist zu beachten, dass die künftige Photovoltaikanlage für mindestens 20 Jahre an Ort und Stelle verweilen wird. Während dieser Zeit werden Bäume wachsen. Auch kann ein Ausbau von Nachbarhäusern eine zukünftige Verschattung der Photovoltaikanlage verursachen. Vereinzelt gibt es die Möglichkeit, mit den umliegenden Nachbarn etwaige Bauvorhaben abzustimmen.

Ebenso zu beachten ist, dass sich die Bahn der Sonne im Verlauf des Jahres verändert. Dies gilt folglich auch für die Eigenschaften des Schattens. Schlussendlich können genaue Angaben zur Verschattung der geplanten Photovoltaikanlage nur dann gemacht werden, wenn die jeweilige Dachfläche für mindestens sechs Monate unter genauer Beobachtung steht. Ein Sonnenstandanalysator kann hierbei behilflich sein. Er zeichnet die tägliche Sonnenbahn auf eine durchsichtige Folie. Diese ist auf dem Dach so auszurichten, wie die künftigen Module montiert werden. Mithilfe dieser Methode können jene Schatten, die von umliegenden Hindernissen ausgehen, für das gesamte Jahr berechnet werden. Die Praxis zeigt jedoch, dass eine so spezifische Berechnung in den meisten Fällen nicht notwendig ist.

Unabhängig von den lokalen Rahmenbedingungen kann es auch zur Schattenbildung auf Flachdächern kommen, da jeweils mehrere Reihen der Photovoltaikmodule nebeneinander montiert werden. Um Verschattung hierbei zu vermeiden, muss der Abstand zwischen den jeweiligen Reihen ausreichend groß sein. Als Richtwert für den Abstand empfiehlt sich das Fünffache der Breite der jeweiligen Modulreihe.

 

Beste Dachausrichtung für eine Photovoltaik Anlage

Beste Dachausrichtung für eine Photovoltaik Anlage
Beste Dachausrichtung für eine Photovoltaik Anlage

Der optimale Stromertrag kann mithilfe einer nach Süden ausgerichteten PVA erreicht werden, da die Einstrahlung der Sonne in dieser Himmelsrichtung während der Mittagszeit am intensivsten ist. Nicht in jedem Fall ist jedoch eine optimale Ausrichtung des Daches gegeben und dennoch lohnt sich oftmals die Installation einer Photovoltaikanlage. So ist davon auszugehen, dass auch PV-Anlagen Ausrichtungen, die bis zu 30 Prozent nach Osten oder Westen abweichen, im Endeffekt noch rentabel sind. Folglich sind sämtliche Dächer für Photovoltaik geeignet, wenn eine Süd-Ost bis Süd-West Ausrichtung gegeben ist. Ist eine Ost-West Ausrichtung gegeben, dann kann beispielsweise ein Einfamilienhaus mit einer PV-Anlage auf beiden Seiten des Daches ausgestattet werden. In diesem Fall ist die direkte Nutzung des Solarstroms immer dann möglich, wenn er benötigt wird. Diese Variante eignet sich beispielsweise für berufstätige Personen.

Obwohl bei Abweichungen nach Osten oder Westen keine signifikanten Differenzen bestehen, ist der Westen günstiger. Diesbezüglich sind bessere etwas bessere Erträge der PVA festzustellen. Zu beachten ist, dass PV-Anlagen mit Ausrichtungen nach Norden in jedem Fall zu vermeiden sind, da hier keine direkte Sonneneinstrahlung gegeben ist. Um die Dachausrichtung des gewählten Objektes zu definieren, können beispielsweise die Baupläne genutzt werden. Auf diesen ist eine sogenannte Windrose eingezeichnet. Die Himmelsrichtungen sind einfach abzulesen. Alternativ dazu kann ein manueller Kompass beziehungsweise Google Maps zum Einsatz kommen.

In puncto Dachausrichtung sind zudem Auswirkungen des angrenzenden Geländes nicht zu unterschätzen. Liegt eine Dachfläche beispielsweise während der Morgenstunde aufgrund von Bergen oder Bäumen im Schatten, empfiehlt es sich, die PV-Anlage wenn möglich nach Westen auszurichten. Hier kann die Abendsonne ausgenutzt werden.

 

Dachneigung

Der ideale Anstellwinkel des Daches liegt zwischen 26 und 32 Grad, denn hier kann die Sonne im Rechten Winkel auf die Photovoltaikanlage treffen. In Abhängigkeit von der Jahreszeit variiert der optimale Neigungswinkel. Experten raten dazu, die PV-Anlage entsprechend nachzuführen. Innovative Technologien ermöglichen es, die einzelnen Solarmodule der jeweiligen Sonnenbahn im Verlaufe des Jahres individuell anzupassen. Ertragssteigerungen zwischen 20 und 30 Prozent sind zu beobachten. Dennoch ist eine vorherige Kalkulation notwendig, denn nicht in jedem Fall rentieren sich die zusätzlichen Investitionen.

In allen mitteleuropäischen Ländern, einschließlich Deutschlands, ist der Prozentsatz an diffuser Sonneneinstrahlung sehr hoch. Aufgrund dessen erfolgt eine bei nicht optimaler Dachneigung zu erwartende Ertragsverringerung auf maximal 20 Prozent. Dies gilt auch dann, wenn es sich um eine Solaranlage mit Ausrichtung nach Westen oder Osten handelt. Aufgrund der minimalen Differenzen werden folglich auch jene PV-Anlagen konstruiert, bei denen eine optimale Ausrichtung aufgrund der abweichenden Dachlage nicht realisierbar ist.

 

Dacharten

Hauptsächlich ist zwischen drei verschiedenen Dacharten zu unterscheiden: Flachdach, Schrägdach und Pultdach. Je nach Art werden verschiedene Anforderungen an die Photovoltaikanlage gestellt. Hier finden Sie die unterschiedlichen Dacharten.

Hinterlüftung von Photovoltaik Modulen
Hinterlüftung von Photovoltaik Modulen

Schrägdächer sind in Deutschland sehr weit verbreitet. Sie eignen sich am Besten zur Installation von PVA. Es kommt die Aufdach- und Indachlösung zum Einsatz. Sehr beliebt ist die kostengünstige Aufdachlösung. Hierfür erfolgt die Installation von Photovoltaikmodulen direkt auf einer Metallkonstruktion. Es ist mit optimalen Leistungen zu rechnen, da die Solarmodule aufgrund des Windes sehr gut gekühlt werden. Alternativ dazu bietet die Indachlösung optische Vorteile. Einzelne Dachpfannen werden entfernt und durch Solarmodule ersetzt. Vorteilhaft ist, dass auf diese Weise ein besserer Schutz der Photovoltaikanlage vor Witterung gegeben ist

Die Montage der PV-Anlage auf dem Flachdach erfolgt mithilfe eines Metallträgers. Mithilfe dieser ist ein optimaler Neigungswinkel einstellbar. Auf diese Weisen können zudem mehrere Reihen einzelner Solarmodule installiert werden. Es ist auf eine extrem feste Konstruktion zu achten, da Flachdächer grundsätzlich eine höhere Windangriffsfläche sind.

Pultdächer sind nur einseitig geneigt. Dies kann die optimale Nutzung von Sonneneinstrahlung erschweren. Wird die Dachausrichtung für Photovoltaik jedoch professionell bestimmt, eignet sich diese Dachart ebenso wie andere.

Resümierend gibt es kaum eine Dachart, welche nicht für die Nutzung von Photovoltaikanlagen geeignet ist. Unabhängig davon ist jedoch in jedem Fall eine konkrete Absprache mit dem Statiker notwendig, denn tragfähige Dächer kommen nich infrag.

 

Größe der Dachfläche

Kleine Flachdach mit PV-Modulen
Kleine Flachdach mit PV-Modulen

Die Wahl der passenden Photovoltaikanlagen ist unmittelbar von der verfügbaren Dachfläche abhängig. Ist die Größe dieser bekannt, folgt die Berechnung der Anzahl zu installierender Solarmodule. Auf Grundlage dessen kann die maximale zukünftigen PVA Leistung ermittelt werden. Bereits während der Bestimmung der Dachfläche sind mögliche Störfaktoren wie beispielsweise Schornsteine, Antennen oder Satellitenschüsseln zu beachten, um die tatsächliche zur Verfügung stehende PVA Montagefläche zu berechnen.

Im ersten Schritt lohnt sich der Blick auf eventuell existierende Baupläne. Zu beachten ist, dass vor allem ältere Versionen nicht in jedem Fall korrekt sind, da Dachsanierungen und anderes die Dachfläche stark verändern können. Unabhängig davon kann die Größe des Daches über Anzahl und Größe der Dachziegel bestimmt werden. Hierfür sind die Zeilen und Reihen der Dachziegel von einem geeigneten Standpunkt aus zu zählen. Zudem ist es notwendig, die Abmessungen eines einzigen Ziegels zu kennen. Eventuell dienen hierzu ehemalige Produktunterlagen oder das Messen dieser aus einem Dachfenster heraus. Im Ergebnis sind die Einzelgrößen miteinander zu multiplizieren, um die gesamte Dachgröße zu ermitteln.

Flachdächer können alternativ dazu mithilfe von Google Earth ermittelt werden. Hierfür steht ein integriertes Lineal zur Verfügung.

Durchschnittlich sind in Abhängigkeit von der jeweiligen Modulart circa acht bis 16 Quadratmeter Dachfläche für ein Kilowatt Peak einzukalkulieren. Monokristalline Module benötigen beispielsweise im Gegensatz zu Dünnschichtmodulen bei Schrägdächern sehr wenig Fläche. Bei Flachdächern ist ein höherer Flächenbedarf zu beachten, da aufgrund möglicher Verschattung größere Reihenabstände zwischen den einzelnen PVA Modulen einzuhalten sind.

 

Welche Dacheindeckung?

Ziegeldach
Ziegeldach

Dächer verfügen über unterschiedliche Dacheindeckungen. Häufig kommen Ziegel und Dachpfannen, Biberschwanz aber vereinzelt auch Schilf (Reetdächer) zum Einsatz. Werden spezifische Besonderheiten in puncto Montage beachtet, ist die Montage einer Photovoltaikanlage nahezu überall möglich.

Je nach Art der jeweiligen Dacheindeckung des Gebäudes ist ein passendes Montagesystem der PV-Anlage zu wählen. Mithilfe dieser sogenannten Unterkonstruktionen erfolgt die Montage einzelner Solarmodule direkt auf dem Dach. So sind bei Trapezblech- oder Wellplattendächern beispielsweise spezielle Befestigungselemente notwendig. Diese sind mit robusten Stockschrauben auf dem Dach zu montieren.

Es gilt zu beachten, dass bei Dächern mit Asbestanteilen Besonderheiten zu beachten sind. Hauptsächlich betroffen sind Gebäude, die älter als 20 Jahre sind und mit Wellplatten beziehungsweise Kunstschiefer versehen sind. Entsprechende Informationen sind den jeweiligen Bauunterlagen zu entnehmen. Sollten Unsicherheiten bestehen, sind nähere Untersuchungen des Daches unbedingt notwendig, denn Eigentümer, die ihr asbesthaltiges Dach mit weiteren Materialien wie zum Beispiel Solarmodule überdecken, machen sich strafbar. Nicht zuletzt wäre dieser Vorgang auch gesundheitsschädigend.

 

Schneelast und Windlast beachten

Schneelast und Windlast
Schneelast und Windlast

Die Witterung kann erhebliche Schäden an teuren Photovoltaikanlagen verursachen. Um dies zu vermeiden, sind in Abhängigkeit von der jeweiligen Region gezielte präventive Vorkehrungen zum Schutz der PV-Anlage zu treffen. Als wichtige Orientierungspunkte dienen Schnee- und Windlast.

Während der Planungs- und Betriebsphase ist das mögliche Schneeaufkommen zu beachten. In Deutschland existieren vier verschiedene Schneelastzonen, welche eine relativ genaue Berechnung für den künftigen Standort der PVA ermöglichen. Über die Website www.schneelast.info kann die Schneelast in Abhängigkeit von der Postleitzahl ermittelt werden. Beispielsweise wirkt sich die Dachneigung positiv auf die Schneelast aus. Da der Schnee gut abrutschen kann, reduziert sich die Schneelast mit ansteigender Dachneigung. Bei extrem starken Schneeaufkommen empfiehlt sich das Entfernen dieses vom Dach.

Im Gegensatz zur Schneelast greift die Windlast das Dach während des gesamten Jahres an. Da die Windkraft nicht mehr mithilfe der Dachkonstruktion aufgenommen wird, trifft dies direkt auf die vorgelagerte Photovoltaikanlage. Mithilfe der einzelnen Module wird zwar die Windgeschwindigkeit abgebremst, doch auf der Rückseite der PV-Anlage entsteht ein Windsog. In Abhängigkeit von der Windstärke kann der Windsog vereinzelt so stark sein, dass eine Solarmodul gelöst wird. Diese Zusammenhänge sind während der PVA Montage zu beachten und mithilfe einer verstärkten Dachbefestigung an den Eckbereichen der Solarmodule möglichen Schäden vorzubeugen.

Individuelle Gutachten zur Schnee- und Windlast übernimmt der Deutsche Wetterdienst. Alternativ dazu unterstützen regionale Fachbetriebe bei der Berechnung.

 

Welche Genehmigungen sind erforderlich?

Photovoltaik Genehmigungen
Photovoltaik Genehmigungen

Eine Genehmigung für die Installation einer Photovoltaikanlage ist nicht notwendig, wenn es sich um eine Installation an Fassaden beziehungsweise auf Dächern handelt. Es handelt sich hierbei um eine „bauliche Anlage“. In der Bauordnung des jeweiligen Bundeslandes sind spezifische Bestimmungen nachzulesen.

Wenn es sich jedoch um denkmalgeschützte Häuser handelt, ist eine Genehmigung unbedingt notwendig. Ziel dieser ist es, sicherzustellen, dass die Installation der Photovoltaikanlage das Gebäude nicht beschädigen wird. Eine Beschränkung der PVA Installation ist auch aufgrund örtlicher Bebauungspläne möglich.

Darüber hinaus gibt es Bundesländer, welche eine Genehmigungspflicht für alle jene Anlagen vorsehen, die aus dem Haus herausragen. Ebenso sind PV-Anlagen im Freiland in jedem Fall genehmigungspflichtig.

Sollte keine Genehmigung notwendig sein, ist darauf zu achten, dass die Installation der Photovoltaikanlage Eigenschaften wie beispielsweise die Statik des Gebäudes nicht beeinflusst. Weiter zu beachten ist, dass das natürliche Umfeld der PV-Anlage nicht verändert wird beziehungsweise, dass eventuelle Änderungen bauordnungskonform sind. Zu diesen Veränderungen gehört beispielsweise das Fällen eines Schatten verursachenden Baumes. Aufgrund der extrem hohen Bußgelder ist es empfehlenswert, vor dem Entfernen von Bäumen oder Ähnlichen mit der zuständigen Behörde Rücksprache zu halten.

 

Photovoltaikanlage: mit oder ohne Speicher

Photovoltaik Speicher mit Wechselrichter
Photovoltaik Speicher mit Wechselrichter

Grundsätzlich stellt sich erst einmal die Frage, ob sich die Investition einer Photovoltaikanlage ohne Speicher heutzutage noch lohnt. Tatsächlich leisten die PV-Anlagen ohne Speicher einen wertvollen Beitrag zum Klimaschutz, da fossile Ressourcen weniger (Gas, Kohle, Öl) verbraucht werden. Da der mithilfe der PVA erzeugte Strom aktuell sehr günstig ist, gehen mit der Investition in eine PVA ohne Speicher langfristig auch finanzielle Vorteile einher. Für eine ausreichende Eigenversorgung sind große Energiemengen notwendig. Die Praxis zeigt zudem, dass es sinnvoller ist, PV-Anlagen so klein wie nur möglich zu bauen. Aufgrund der zeitlichen Verschiebung zwischen eigener Stromerzeugung und -verbrauch könnte ein Haushalt mit PVA ohne Speicher lediglich 30 Prozent des erzeugen Solarstroms selbst nutzen. Der restliche Anteil wird direkt ins öffentliche Stromnetz weitergeleitet. Folglich erscheint es sinnvoll, die Photovoltaikanlage mit einem Speicher auszustatten.

Vor der Installation der PVA mit Speicher sind jedoch weitere Grundfragen zu klären. Im Vordergrund steht dabei der individuelle Stromverbrauch eines Haushaltes. So sollte eine PVA möglichst so optimiert sein, dass ein Großteil des selbst hergestellten Solarstromes im Haushalt genutzt werden kann. Bei der Planung eines integrierten Batteriespeichersystems ist die künftige Entwicklung des haushaltseigenen Energiebedarfs unbedingt mit zu beachten.

Folgende Leitfragen dienen der Orientierung:

  • Sinkt der Energiebedarf durch Wegzug der Kinder?
  • Steht ein künftiges Elektroauto auf dem Familienplan?
  • Steigt der tägliche Verbrauch aufgrund veränderter Rahmenbedingungen wie beispielsweise Ruhestand, Selbstständigkeit, Homeoffice, Familienzuwachs?

Darüber hinaus sind die finanziellen Möglichkeiten mit in die Planung zu integrieren. Mithilfe eines Fachexperten sollte zudem der beabsichtigte Autarkiegrad mit kalkuliert werden. Es handelt sich dabei um jenen Anteil am Gesamtstromverbrauch, welcher mithilfe der PVA zu decken ist.

Mithilfe eines Photovoltaik Rechners und einer Speichertechnologie wird schlussendlich garantiert, dass die PVA genau die richtige Größe aufweist und möglichst wenig Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist wird.

 

Photovoltaikanlagen Kosten?

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage setzen sich aus unterschiedlichen Komponenten zusammen. Über 85 Prozent stehen im Zusammenhang mit Materialkosten für:

Darüber hinaus fallen Kosten für die Montage der PVA an . Pro Kilowatt Peak belaufen sich die diese auf 120 bis 180 Euro. Für ein Einfamilienhaus (4 Kilowatt Peak) kostet die Installation folglich 480 bis 720 Euro. Auch Dokumentations- und Planungskosten fallen an. Die Solarmodule für dasselbe Einfamilienhaus kosten rund 5.840 bis 8360 Euro.

Insgesamt kostet die Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus zwischen 12.000 und 14.000 Euro.

Im Gegensatz zu den hohen Anschaffungskosten sind laufende Kosten für PVA sehr niedrig. Experten gehen von rund zwei Prozent der Anschaffungskosten pro Jahr aus. Für ein Einfamilienhaus fallen folglich jährliche Kosten zwischen 240 und 280 Euro an. Zu diesen Betriebskosten zählen unter anderem folgende Posten:

  • Versicherungsbeiträge (ca. 60-100 Euro im Jahr)
  • Rücklagen für Reparaturen (ca. 200 Euro im Jahr
  • eventueller Austausch defekter Geräte
  • Jahresmiete für Stromzähler (ca. 20 Euro im Jahr)

 

Förderung Photovoltaikanlagen mit und ohne Speicher

Bezüglich der Förderung erneuerbarer Energien weist Deutschland internationale Sonderwege auf. Regenerative Energie, wie beispielsweise Photovoltaik wird laut dem EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) seit dem Jahr 2002 staatlich gefördert. Zudem gibt es indirekte als auch direkte Unterstützungsmaßnahme mithilfe spezieller Kredite.

Darüber hinasu besteht seit dem 01.05.2013 die Möglichkeit der Förderung eines Solarstromspeichers. Diese ist ebenso bei Banken oder Sparkassen zu beantragen. Es handelt sich hierbei um ein KfW-Förderung inform eines zinsgünstigen Darlehens inklusiver Tilgungszuschuss von bis zu 660 Euro je Kilowatt Peak Leistung. Anfang 2016 startete die Photovoltaik Speicherförderung seitens der KfW. Wer in den Genuss dieses aktuell bis 2018 laufenden Förderprogrammes kommen möchte, muss unter anderen folgende Grundvoraussetzungen mitbrigen:

  • Installation der PVA nach dem 31.12.2012
  • Leistung der PV-Anlage bis 30 Kilowatt
  • kombiniertes Batteriespeicher-PVA-System
  • max. Förderung: 2.000 Euro pro Kilowatt Peak
  • Nachrüstung: max. Förderung von 2.200 Euro pro Kilowatt Peak
  • maximal Leistungsabgabe von 50 Prozent am Netzanschlusspunkt
  • Leistungsbegrenzug verpflichtend über 20 Jahre
  • Wechseltrichter mit adäquaten Schnittstellen für Fernsteuerung und Fernparamentrierung
  • Zweitwertersatzgarantie für Batterien des PVA Speichersystems
  • zweckentsprechende Nutzung für mindestens fünf Jahre

 

Eigenverbrauch von Photovoltaik-Anlagen

Der Eigenverbrauch bei PVA ist eine komplizierte Angelegenheit. Aktuell gibt es zwei verschiedene Gruppen:

  • Nutzer, bekommen Geld, wenn sie Strom selbst verbrauchen.
  • Nutzer erhalten keine Vergütung bei Eigenverbrauch (mehr).

Noch heute bekommen PV-Anlagen eine Vergütung, wenn sie zwischen dem 01.01.2009 und dem 31.03.2012 errichtet wurden sind. Ab dem 01.04.2012 galten neue gesetzliche Richtlinien für den Photovoltaikeigenverbrauch. Trotz heute ausbleibender Vergütung bei Eigenverbrauch lohnt sich die Anschaffung einer PVA.

 

Steuerliche Behandlung von Photovoltaikanlagen

Steuerliche Behandlung von Photovoltaikanlagen
Steuerliche Behandlung von Photovoltaikanlagen

Alle Betreiber von Photovoltaikanlagen sind gemäß dem Steuerrecht unternehmerisch tätig. Auf alle PVA, welche an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind, folgt eine Umsatzsteuer. Die Staffelung dieser Steuersätze hängt davon ab, ob Eigenverbrauch von Solarstrom vorliegt oder die komplette Energie eingespeist wird. Befreit von dieser Zahlung sind jedoch alle Betreiber, die unter die sogenannte Kleinunternehmerregelung fallen. Grundsätzlich sind die steuerrechtlichen Besonderheiten jedoch nur bei Photovoltaikanlagen zu berücksichtigen, welche Einnahmen generieren.

Darüber hinaus gelten Abschreibungen von PVA als elementarer Bestandteil des Finanzierungsplanes, da die Anschaffungskosten über einen Zeitraum von 20 Jahren verteilt werden. Gleichzeitig wird der oben aufgeführte Gewinn durch die zusätzlichen Kosten signifikant vermindert.

Es gibt vier unterschiedliche Abschreibungsmethoden:

  • lineare Abschreibung: jährlich erfolgt eine Abschreibung in Höhe von 5 Prozent des Anschaffungswerte
  • degressive Abschreibung: prozentuale Berechnung der Abschreibung (maximal das 2,5-fache (12,5 Prozent) der linearen Abschreibung), häufig genutzt, ein Wechsel zur linearen später möglich
  • Investitionsabzugsbetrag: Abschreibung von 40 Prozent der gesamten Anschaffungskosten im ersten Jahr, danach je 5 Prozent pro Jahr für die verbleibende Laufzeit
  • Sonderabschreibung: innerhalb von vier Jahren werden 20 Prozent vom Anschaffungspreis abgeschrieben, freie Wahl der Verteilung

 

Photovoltaikanlage Rechner

© vector/ AngelaStolle
© vector/ AngelaStolle

Mithilfe eines online Photovoltaik Rechners lässt sich die Rentabilität einer geplanten Photovoltaikanlage ermitteln. Interessenten erhalten auf diese Weise einen Orientierungswert für den theoretisch möglichen Ertrag der PVA an einem ganz bestimmten Ort. Der ermittelte Wert dient in Kombination mit der PVA Größe zur Berechnung der Rendite beziehungsweise Einspeisevergütung. Der Photovoltaik Rechner ist ein kostenloser Service.

Folgende Angaben sind für eine zuverlässige Berechnung notwendig:

  • Dachtyp: Pultdach, Satteldach, Freifläche, Flachdach
  • Installationsfläche (in Quadratmeter)
  • Neigungswinkel des Daches: 15 Grad, 30 Grad, 45 Grad, 60 Grad oder eigener Wert
  • Ausrichtung des Daches: Ost, Süd/Ost, Süd, Süd/West, West
  • Geografische Lage (Postleitzahl des geplanten Standortes für die PV-Anlage)
  • Monat als auch Jahr der Inbetriebnahme

Zu beachten ist, dass eine Abweichung optimalen Winkel nicht im Zusammenhang mit einer Ertragsminderung steht. Die Angabe der Postleitzahl ist insofern von Bedeutung, als dass sie der Ermittlung der jeweiligen Globalstrahlung dient. Im südlichen Gebieten ist diese grundsätzlich höher als in nördlichen Regionen.
Auf Grundlage des mit dem Photovoltaik Rechners ermittelten Wertes zur Rentabilität ist es möglich, verschiedene Angebote von Fachbetrieben erstellen zu lassen. Experten nutzen diese Werte jedoch nur zur ersten Einschätzung des Vorhabens. Sobald verstärktes Interesse seitens des Kunden besteht, werden ermittelte Werte nochmals direkt vor Ort überprüft, validiert und gegebenenfalls korrigiert.

 

PV-Anlage richtig finanzieren

Es gibt zahlreiche Varianten, eine Photovoltaikanlage auch ohne Eigenkapital zu finanzieren. Die PV Finanzierung inform eines klassischen Zinszahlungsdarlehens ist bei folgenden Banken erhältlich:

Alternativ dazu finanzieren Bausparkassen die Photovoltaikanlage mithilfe eines Sofortbaugeldes und einem sich daran anschließenden Bausparvertrag. Zu beachten ist, dass jedoch die PV Finanzierung ohne Grundschuld nur bedingt möglich ist.

Bei durchschnittlichen Kosten von 6.000 bis 15.000 Euro ist zu beachten, dass in der Regel die Mehrwertsteuer einer PVA nicht durch den PV Kredit abgedeckt ist. Fast alle Kreditinstitute involvieren bei der Solarfinanzierung lediglich die Nettoinvestitionskosten. Mithilfe der jährlichen Steuerklärung ist jedoch eine Rückerstattung der gezahlten Mehrwertsteuer möglich.

 

Eine Photovoltaik Anlage selber bauen oder bauen lassen?

Die Montage der Photovoltaikanlage umfasst zwei Schritte. Es erfolgt die Installation des Befestigungssystems und dann die der PV Module. Hat der Betreiber selbst gute handwerkliche Kenntnisse, ist es durchaus denkbar, die Module selbst zu installieren. Gleichzeitig empfehlen Experten, dass die Installation notwendiger PV Elektronik in jedem Fall von einem Elektriker zu realisieren ist. Nicht zuletzt sind dem auch Messungen elektronischer Parameter als auch die Erstellung des PV Inbetriebnahmeprotokolls anzuschließen.

Praktische Tipps zur Montage der PV-Anlage:

  • Bei Schrägdächern direkte Installation auf Dachdeckung.
  • Bei Flächdächern lässt sich die ungünstige Dachneigung durch eine Aufständerung der PVA optimieren.
  • Eine kostenintensive PVA sollte mit einem Schutz vor Blitzeinschlag versehen sein.

 

Photovoltaikanlage versichern

Da die PVA unterschiedlichsten Umwelteinflüssen ausgesetzt ist, können Schäden nicht in jedem Fall vermieden werden. Dennoch ist es möglich, die dadurch entstehenden Kosten mithilfe der richtigen Versicherung frühzeitig zu abzusichern.

Folgende Versicherungen stehen Betreibern und Hauseigentümern zur Verfügung:

Bei laufenden Gebäudeversicherungen sind Schäden aufgrund von Witterungen an Solaranlagen oftmals nicht integriert. Bereits während der Planungsphase ist ein Kontakt des Versicherers empfehlenswert, um mögliche Mehrkosten aufgrund der neuen PVA bereits im Vorfeld mit kalkuliere zu können.

Die Haftpflichtversicherung bezieht sich im Gegensatz dazu auf Schäden, welche Photovoltaikanlagen bei Dritten verursachen können. Fällt beispielsweise ein Solarmodul vom Dach und beschädigt ein Auto, übernimmt die Haftpflicht die Schadenssumme. Dies gilt allerdings nur dann, wenn PVA mit versichert sind. Entsprechend ist auch hier eine Rücksprache mit dem Versicherer notwendig. Sollte die Gebäude-Haftpflichtversicherung dies nicht decken, kann gegebenenfalls die Privathaftpflicht greifen.

Alternativ dazu nutzt ein Großteil der PVA Betreiber heute die Solaranlagen Versicherung. Hier sind nicht nur Witterungsschäden, sondern auch Kosten für Reparaturarbeiten, Diebstahl, Bedienfehler, Kurzschlüsse oder Konstruktionsfehler mit abgedeckt.

 

Photovoltaikanlage reinigen

Experten vertreten die Meinung, dass eine PV Reinigung nur dann sinnvoll ist, wenn die vermeintlichen Ertragseinbußen höher sind, als das Reinigen selbst. Ertragsverlust lässt sich mithilfe der letztjährigen Rechnungen berechnen.

Entscheiden sich PVA Betreiber für die Reinigung, ist es ratsam, einen Fachbetrieb hierfür zu beauftragen. In diesem Zusammenhang erfolgt vorerst eine Klärung, ob die PVA Reinigung tatsächlich notwendig ist. Erfahrungen zeigen, dass starke Verunreinigungen vor allem in landwirtschaftlichen Betrieben beziehungsweise bei Viehhaltung auftreten. Aufgrund der Verluste von bis zu 15 Prozent empfehlen sich hier beispielsweise ein bis zwei Photovoltaikanlage Reinigungen pro Jahr.

 

Fazit:

Die Darstellung zeichnet ein immer fortschrittlicher werdendes Bild. Mithilfe einer Photovoltaikanlage leisten Nutzer nicht nur einen wertvollen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz, sondern können in noch heute in den Genuss eigener Vorteile kommen. Geht der Installation einer Photovoltaikanlage ein professionell durchgeführter Konzeptentwurf voraus, können Privatpersonen und Unternehmer sichergehen, dass eine Kombination aus Eigenbedarf und Einspeisung auf lange Sicht lohnenswert ist. Im ersten Schritt kann die Nutzung eines Photovoltaik Rechners der Orientierung dienen. Von da aus steht dem Preisvergleich von innovativen PV-Anlagen nichts mehr im Weg. In Kombination staatlichen Förderungsprogrammen kann sich die Investition in eine eigene Photovoltaikanlage vielleicht bereits morgen auszahlen.

Photovoltaikanlage 2017
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