Was ist Photovoltaik und Windenergie

Als Photovoltaik bezeichnet man die direkte Umsetzung von Sonnenenergie in elektrische Energie. Neben der Windenergie, der Wasserkraft, der Bioenergie und der Geothermie (Erdwärme) gehört die Sonnenenergie zu den regenerativen Energien, den sogenannten unerschöpflichen Energiequellen. Obwohl die Anzahl der Photovoltaik-Anlagen in den letzten Jahren stark gestiegen ist, macht die Solarenergie noch immer nur einen geringen Anteil an der Stromerzeugung aus.
Warum entscheidet man sich für Photovoltaik? Der Energiebedarf der Bevölkerung wird in den nächsten Jahren noch weiter steigen, genau wie wahrscheinlich die Energiepreise. Während die herkömmlichen Energie-träger (Kohle, Erdöl, Gas) jedoch nur begrenzt zur Verfügung stehen und darüber hinaus bei der Verarbeitung Schadstoffe (Kohlendioxid) produzieren, ist vor allem die Sonnenenergie umweltfreundlich und wird uns noch sehr lange Zeit erhalten bleiben. Pro Jahr erzeugt unsere Sonne etwa 15.000-mal mehr Energie als wir verbrauchen können und das kostenlos (Literaturhinweis: Franz Alt - „Die Sonne schickt uns keine Rechnung“). Für viele Betreiber sind die Photovoltaik-Anlagen ferner ein Symbol für Modernität und praktiziertem Umweltschutz. Darüber hinaus liefern die Hersteller und Vertriebsfirmen der Photovoltaik-Branche einen wertvollen Beitrag zur Wirtschafts-belebung und stärken den Arbeitsmarkt nachhaltig.

Wie funktioniert Photovoltaik?

Das Sonnenlicht fällt auf die Solarzellen, die zu wetterfesten Solarmodulen zusammengefasst sind. Die Solarzellen machen aus dem Licht Gleichstrom. Da dieser jedoch von den Haushalten so nicht verbraucht werden kann, wird der Strom durch einen Wechselrichter zu Wechselstrom (230 Volt Spannung) umgewandelt. Dieser kann dann in das Stromnetz eingespeist und verbraucht werden. Solarmodule für private Haushalte haben eine Leistung von bis zu 175 Watt. Man unterscheidet drei Modultechniken: Monokristalline Solarzellen, Polykristalline Solarzellen und Dünnschichtsolarzellen.

Die Solarzellen bestehen größtenteils aus Silizium (Quarzsand). Das Silizium wird so bearbeitet, dass die Solarzellen den Strom transportieren können. Sie erzeugen über ihre gesamte Lebensdauer ein Vielfaches der Energie, die zu ihrer Herstellung benötigt wird. Das bedeutet, dass die Stromerzeugung danach ohne Verbrauch von neuen Ressourcen erfolgt. Aufgrund der hervorragenden Technologie können auch geringere Lichtstärken, z. B. bei bewölktem Himmel, in Strom umgesetzt werden. Generell gilt das Prinzip: Je mehr Licht eingefangen wird, desto mehr Strom kann erzeugt werden.

Welche Photovoltaik-Anlagen unterscheidet man?

Photovoltaik-Anlagen werden nach zwei Verfahren unterschieden: Netzgekoppelte Anlagen und Inselsysteme.

Vorwiegend werden netzgekoppelte Anlagen verwendet, wobei Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird. Ein Einspeisezähler misst den Strom, welcher durch den Stromversorger vergütet wird. Der Strom kann entweder selbst verbraucht oder vollständig in das öffentliche Netz eingespeist werden. Die zweite Variante ist die häufigste, da das „Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)“ eine erhöhte Vergütung garantiert. Den eigenen Strombedarf beziehen die privaten Haushalte dann wieder aus dem öffentlichen Stromnetz. Durch die Verrechnung der Einspeisung mit dem Verbrauch, amortisiert sich die Photovoltaik-Anlage nach ca. 12 bis 16 Jahren. Der Netzanschluss empfiehlt sich auch aus Kostengründen, da für eine Unabhängigkeit vom Stromnetz eine große Anlage und ein großer Speicher notwendig wären. Die Sonne liefert ja bekanntlich nicht das ganze Jahr die gleiche Menge Strom, so dass man entsprechend vorsorgen müsste.

Die sogenannten Inselsysteme sind dagegen unabhängig vom Stromnetz, der Strom wird vollständig in einen Speicher (Batterie) eingespeist und von dort aus verbraucht. Dieses Verfahren wird vor allem in Regionen angewandt, die keine Netzanbindung haben (z. B. Berghütten).

Wie und wo können Photovoltaik-Anlagen angebracht werden?

Photovoltaik-Anlagen können auf Dächern, an Fassaden oder auch auf Freiflächen installiert werden. Es sollte vor allem darauf geachtet werden, dass keine Schatten auf die Solarmodule fallen: Strom benötigt Licht! Die Anlagengröße ist flexibel wählbar und abhängig von der Dachgröße, der gewünschten Stromerzeugung und der Investitionssumme. Die Montage ist in kurzer Zeit realisierbar, anders als bei anderen Kraftwerken. Der Installateur kümmert sich um alle mit der Montage verbundenen Aufgaben (u. a. Anmeldung beim zuständigen Energieversorgungsunternehmen). Nach der Montage fallen normalerweise keine weiteren Betriebskosten an. Lediglich die Wartung, die Reinigung, die Versicherung und ein Überwachungssystem können Kosten verursachen, sind aber auch nicht zwingend notwendig. Eine Finanzierung der Anlagen kann über günstige Kredite der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) dargestellt werden. Informationen erhalten Sie bei Ihrer Volksbank Jever eG.
Was muss ich über Photovoltaik-Anlagen noch wissen? Der sogenannte Wirkungsgrad soll in den nächsten Jahren noch weiter gesteigert werden. Optimale Voraussetzung für eine Photovoltaik-Anlage ist eine südliche Ausrichtung und ein Winkel von 30° zur Horizontalen. Abweichungen von diesen Werten führen zu einer Minderung der Stromeinspeisung. Die Solarmodule haben nach heutigen Erkenntnissen eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren. Die Hersteller geben eine Leistungsgarantie von 80 % für 20 bis 25 Jahre. Der benötigte Wechselrichter hat eine Garantie bis zu 5 Jahre.
Was ist das „Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)“? Da die Erzeugung von Strom aus Photovoltaik zurzeit noch teurer ist als die herkömmlichen Varianten, hat der Gesetzgeber am 01. April 2000 das „Erneuerbare- Energien-Gesetz (EEG)“ erlassen; Novellierung am 01. August 2004. Dieses Gesetz verpflichtet die Netzbetreiber zum Anschluss von Photovoltaikanlagen an das Stromnetz und zur erhöhten Vergütung nach EEG-Vorgaben (siehe Vergütungssätze - den Link finden Sie unten auf dieser Seite). Dies hat den Vorteil, dass der Anlagenbetreiber mit einer festen Vergütung für die Dauer von 20 Jahren kalkulieren kann. Die Windenergie oder Windkraft ist die großtechnische Nutzung des Windes als erneuerbare Energiequelle. Die Windenergie wird seit dem Altertum genutzt, um Energie aus der Umwelt für technische Zwecke verfügbar zu machen. In der Vergangenheit wurde die mit Windmühlen verfügbar gemachte mechanische Energie direkt vor Ort genutzt um Maschinen und Vorrichtungen anzutreiben. Mit ihrer Hilfe wurde Korn zu Mehl gemahlen, Grundwasser an die Erdoberfläche gefördert, oder Sägewerke betrieben. Heute hat die Erzeugung von elektrischer Energie mit Windkraftanlagen die mit großem Abstand wichtigste Nutzung.

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