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Grundlagen der Photovoltaik und deren Vertrieb

Allgemeines über Photovoltaik

  Energie ist unverzichtbar
• Kein Leben ohne Sonne!
• Die Sonne ist die Basis aller regenerativen Energien.
• Die Sonne schickt an einem Tag ca.10.000 mal mehr Energie      zur Erde, wie die Menschen täglich weltweit verbrauchen!
  Alternative Energiesysteme
• Die Sonne wärmt die Erdoberfläche im Mittel auf etwa 15 °C        auf,Grundvoraussetzung für alles Leben.
• Der Wind wird von dieser Sonneneinstrahlung in Bewegung         gehalten.
• In Mitteleuropa beträgt die Energie der Sonne etwa 1.000 kWh    pro Quadratmeter und Jahr (entspricht dem Energiegehalt von    100 Litern Heizöl).

Allgemeines
Die solare Einstrahlung auf die Erde liefert im Jahr über 219.000 Billionen kWh Energie = 2.500 mal mehr, als die gesamte Weltbevölkerung verbraucht.
 

Solarzellen
Solarzellen erzeugen aus dem Sonnenlicht elektrischen Strom.Sie bestehen aus Silizium, dass strukturiert sein kann: monokristallin, multikristallin oder amorph.Das Licht der Sonne verursacht in der Solarzelle eine elektrische Spannung, die an der Oberfläche abgenommen werden kann. Dieser Effekt wird als Photovoltaik bezeichnet (photo=Licht; volt=Spannung). Der Wirkungsgrad der Umwandlung von Licht in Gleichstrom beträgt zwischen 6% bei Solarzellen aus amorphen Silizium und ca. 18% bei den besten auf dem Markt erhältlichen Hochleistungs-Solarzellen aus monokristallinem Silizium.

                                                                  Solarsystem
Solarsystem wird die gesamte funktionsfähige Einheit von Solarmodulen und dahinterliegender Technik zur solaren Stromerzeugung genannt. Ein Solarsystem besteht aus: Solargenerator, Wechselrichter, elektrischer Verkabelung Der Wechselrichter wandelt den vom Solargenerator erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um.

Solarmodule
Ein Solarmodul ist die Zusammenschaltung mehrerer Solarzellen. Dadurch erhöhen sich Strom und Spannung. Im Solarmodul werden die gegen Feuchtigkeit, Bruch und Korrosion empfindlichen Solarzellen zu ihrem Schutz verkapselt. Standardmodule können heute preisgünstig industriell gefertigt
werden und sind sowohl mit Rahmen, als auch ungerahmt erhältlich. Seit Beginn der 90er Jahre werden Solarmodule zur Gebäudeintegration maßgefertigt und können so exakt den gestalterischen Vorstellungen des Architekten gerecht werden.

Die Energieversorgungsunternehmen sind verpflichtet den eingespeisten Solarstrom mit den im „Erneuerbaren Energien Gesetz„ garantierten Sätzen zu vergüten. So kann das Solarsystem refinanziert werden. Einspeisung in das „öffentliche Netz“

Sogenannte Inselsysteme versorgen beispielsweise Ferienhäuser. Sie benötigen einen Laderegler und eine Batterie. Häufig wird hier auf den Wechselrichter verzichtet und nur Gleichstrom verbrauchende Geräte angeschlossen.

                                                                                                      Solarintegration
 Solarmodule können in jeder Form in ein Gebäude integriert werden - als Elemente in der Fassade, im Dach oder als Sonnenschutz, denn sie sind:
- witterungsfest
- regen-u. sonnenschützend
- winddicht

 Umwelt

Primärenergieverbrauch Solare Energie als Zukunftsenergie Solarzellen können einen wesentlichen Beitrag zur zukünftigen Energieversorgung leisten. Das Potential wird in Europa auf ca. 25% des heutigen Stromverbrauches geschätzt, das technische Potential liegt noch weit höher. Wegen der Klimaveränderungen ist ein Umschalten auf regenerative Energien dringend erforderlich Ökologischer Nutzen multifunktionaler Solarbauteile Durch die Multifunktionalität der Solarbauteile als Fassadenverkleidung, Sonnenschutz oder Dacheindeckung wird Material eingespart und somit auch "graue Energie". In der Regel werden Solarmodule dadurch auch kostengünstiger, da die Kosten der Dacheindeckung und Fassadenverkleidung entfallen. Energierücklaufzahlen Solarsysteme liefern in ihrer Lebenszeit von mindestens 25 Jahren 10 -15 mal mehr Strom, als zu ihrer Herstellung benötigt wurde.

Jährliche Sonneneinstrahlung im Vergleich zu den Ressourcen
fossiler und atomarer Energieträger und zum Energieverbrauch
der Weltbevölkerung

In Deutschland liegt der Anteil der diffusen Sonneneinstrahlung bei ca. 60% und der Anteil der direkten Strahlung bei etwa 40%. Beide Strahlungsarten lassen sich für Solaranlagen nutzen.

In Deutschland liegt die Solarstrahlung zwischen 900 und 1.200 kWh/m² und Jahr (im Süden des Landes höher als im Norden). Damit strahlt auf Deutschland immer noch halb so viel Energie ein, wie auf die strahlungsreichsten Gebiete der Erde am Äquator!

                                                  Energieertrag einer Photovoltaikanlage

Sonneneinstrahlung

Der Energieertrag (kWh) einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist jahreszeitlich bedingt und abhängig von der Sonneneinstrahlung des jeweiligen Jahres. In dem folgenden Diagramm ist ein Mittelwerte für Deutschland und die bei einer Performance Ratio von 70% zu erwartenden Erträge einer       1 kWp-PV-Anlage (10m² polykristallin) angegeben.

Ende 2006 waren in Deutschland bereits 300.000 Solarstromanlagen am Netz mit einer Gesamtleistung von 2,5 GWp.Einsparung des Klimagases CO2 im Jahr 2006: > 1 Mio. tonnen. Die weltweit eingesetzte photovoltaische Produktionstechnik kommt zu ca. 50% von deutschen Maschinen- und Anlagenbauern. Im Sommerhalbjahr werden bis zu 70 % des   Jahresertrages erwirtschaftet. Die Sonneneinstrahlung schwankt im Laufe eines Jahres bis zu 20%.

Theoretisch könnte der gesamte weltweite Energiebedarf durch Solarenergie auf einer Fläche von 700x700 Km in der Sahara abgedeckt werden.

Nutzung der Sonnenenergie in Deutschland

Standort, Lage, Ausrichtung, Einstrahlung auf ein Haus

Optimale Energieerträge werden bei einer Anlagen- ausrichtung nach Süden und einem Winkel von 30° zur Horrizontalen erzielt ( 100 ).Davon abweichende Aus- richtungen haben etwas geringere Ertragswerte

Wartung und Instandhaltung

Photovoltaik-Anlagen benötigen nur wenig Wartung Turnusmäßige Wartungsroutinen durch den Anlagenbetreiber oder der Installationsfirma helfen Störungen und längere Ausfallzeiten zu vermeiden. Systeme zur automatischen Störungs- und Betriebsdatenüberwachung mit Meldefunktion erleichtern dem Anlagenbetreiber diese Aufgabe.

Versicherung der Photovoltaikanlage

Sachversicherung (Eigentumschaden)                             
Schützt vor finanziellen Verlust durch Schäden an der Photovoltaikanlage.So z. B. durch Umwelteinflüsse, Vandalismus, Diebstahl, Konstruktionsmängel, Bedienungsfehler .Die Wohngebäudeversicherung könnte die Gefahren durch Sturm, Hagel, Feuer, Wasser und Blitz abdecken (mit Versicherungsgesellschaft abzustimmen). Ansonsten sollte eine zusätzliche Solar-Versicherung für Photovoltaikanlagen abgeschlossen werden..

Haftpflichtversicherung (Fremdschaden)
Für Schadensersatzforderungen Dritter aus entstehenden Fremdschäden ist eine Betriebshaftpflichtversicherung abzuschließen. Schäden könnten vom Dach herabfallende Module oder Störungen im Netz sein, die von der Photovoltaikanlage verursacht wurden. Der Versicherungsschutz sollte schon während der Bauphase bestehen.

Lebensdauer von Photovoltaikanlagen

Die durchschnittliche Lebensdauer liegt bei 30-40 Jahren. Generell ist eine Photovoltaikanlage sehr wartungs- und störungsarm. Produktgarantien liegen in der Regel bei 2 bis 10 Jahren. Leistungsgarantien liegen zwischen 10 und 30 Jahren. Lediglich die Wechselrichter könnten nach ungefähr 13 Jahren ausgetauscht werden.

Photovoltaik

Beschreibung

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