Die Effektivität von Solaranlagen hängt von vielen Faktoren ab. Deswegen ist es nicht immer ganz einfach, die Erwartungen der Kunden mit den Versprechen der Hersteller von Photovoltaik-Anlagen in Einklang zu bringen. Angaben in Prospekten stimmen längst nicht in allen Fällen mit den Tatsachen überein. Hinzu kommt, dass die Ausbeute an Strom letztlich von den Sonnenstunden abhängt – und die kann je nach Standort in Deutschland höchst unterschiedlich ausfallen.
Fachgerechte Installation
Unterschätzt wird häufig der Einfluss einer fachgerechten Installation der Solaranlagen. Gerade hier wird aber viel Potential verschenkt, wenn bei Montage und Verdrahtung nicht mit der erforderlichen Präzision gearbeitet wird. Solche Fehler sind vom Kunden nur schwer nachzuweisen oder auch nur überhaupt zu bemerken. Eigentlich sollten solche Probleme durch Einhaltung einer speziellen DIN-Vorschrift ausgeschlossen werden, denn sie regelt die Mindestanforderungen an die Systemdokumentation von Photovoltaikanlagen sowie die Inbetriebnahmeprüfung und periodisch wiederkehrende Prüfungen der Anlagen.
Wirkungsgrad von Solaranlagen
Bei der Photovoltaik wird Sonnenlicht dazu genutzt, um mit Hilfe von Solarmodulen Strom zu erzeugen. Die heutigen Systeme sind deutlich effektiver als es noch vor einigen Jahren der Fall war. Durch eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Fläche können Solarmodule heute wesentlich mehr Energie produzieren als früher und einen Strompreisvergleich für herkömmlichen Strom vom Netz bald überflüssig machen. Dennoch gibt es je nach verwendeter Technologie zum Teil erhebliche Unterschiede.
Die meisten Photovoltaikmodule werden unter Verwendung polykristalliner Solarzellen hergestellt. Dieses Verfahren ist in der Produktion günstiger und kann somit für einen geringeren Anschaffungspreis sorgen. Allerdings besitzen die teureren monokristallinen Solarzellen einen höheren Wirkungsgrad. Welche Variante die effektivere ist, hängt auch von der zur Verfügung stehenden Fläche ab. Spielt die Größe der Anlage keine Rolle, wie es etwa auf freiem Feld der Fall ist, kann man den etwas geringeren Wirkungsgrad der polykristallinen Solarmodule sicherlich eher verschmerzen als auf einem Hausdach, wo möglicherweise der Einfallwinkel und die Ausrichtung zur Sonne etwas ungünstiger sind. In diesem Fall kann sich auch der Einsatz der teureren Solarmodule mit höherem Wirkungsgrad lohnen. Insgesamt muss man sagen, dass bislang keines der serienmäßig eingesetzten Systeme einen Wirkungsgrad von mehr als 20 Prozent erreicht. Monokristalline Module schaffen etwa 16 bis 18 Prozent, während die polykristallinen Systeme auf rund 14 Prozent kommen.
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Wie viel Strom erzeugt die Solaranlage?
Technisch gesehen erzeugen Solarmodule ihren Kenndaten zufolge bei einer Sonneneinstrahlung von 25°C Zelltemperatur auf jedem Quadratmeter 1000 Watt. Das klingt zunächst sehr gut und wird bei Verkaufsgesprächen anhand der zur Verfügung stehenden Dachflächen von Solarfirmen gerne als Standard angepriesen. Nennwerte der Spitzenleistung zwischen 30 und 200 Wp (Watt peak) sind je nach Größe der Anlage laut Hersteller zu erreichen. Verschwiegen wird dabei häufig, dass eine solche Sonneneinstrahlung in Deutschland nur selten und an wenigen Orten erreicht wird. Wie effektiv eine Solaranlage also letztlich sein wird, hängt nicht nur von der Art und Qualität der eingesetzten Technologie ab. Als vor dreißig Jahren die ersten Solarmodule in Serienfertigung verkauft wurden, lag deren Leistung noch stark unter den Werten, die heute erreicht werden. Deswegen konnte man mit einer Solaranlage damals kaum ein Haus wirklich mit Energie versorgen – schon gar nicht im Winter. Denn die Sonneneinstrahlung ist in Deutschland alles andere als ideal für den Betrieb von Photovoltaikanlagen. Die gestiegene Effizienz macht es aber inzwischen an vielen Standorten möglich, eine Solaranlage sinnvoll zu betreiben. Bevor man also überhaupt über die Installation nachdenkt, gilt es die Standortfrage zu beantworten. Dabei ist nicht nur der lokale Wert der durchschnittlichen Sonnenstunden entscheidend, sondern natürlich auch die Ausrichtung des Hauses und der Neigungswinkel der Dachfläche.
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Direkte und indirekte Sonneneinstrahlung
Man unterscheidet zwischen der direkten und indirekten Sonneneinstrahlung. Bei der direkten Einstrahlung treffen die Sonnenstrahlen ungehindert auf die Solarzellen, was natürlich am effektivsten ist. Da der Sonnenstand aber variiert und Wolken häufig die Sonne verdecken, kommt nicht immer die volle Leistung der Sonne auch auf den Solarmodulen an. Wichtig ist deshalb, wie gut eine Solarzelle mit der indirekten Einstrahlung auskommt. Gerade dies war in der Vergangenheit ein echtes Problem, weil viele Anlagen bei Wolken kaum noch Strom produzierten. Heutzutage kommen die meisten modernen Systeme aber recht gut mit indirekter Einstrahlung zurecht. Der Durchschnittswert der Sonneneinstrahlung in Deutschland beträgt rund 1000 Kilowattstunden je Quadratmeter. Zwischen Sommer und Winter gibt es aber erhebliche Unterschiede. So kann der Ertrag von Solaranlagen im Sommer um den Faktor 5 höher liegen als dieser Durchschnittswert, während im Winter die kürzeren Tage und die häufigere Wolkenbildung für einen schlechteren Ertrag sorgen. Pro Jahr kann man in Deutschland je nach Wohnort zwischen 1.300 und 1.900 Sonnenstunden ansetzen, wobei im Süden die Sonne in der Regel öfter zu sehen ist als in Norddeutschland. Prinzipiell kann man aber überall in Deutschland Solaranlagen betreiben.
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Solarkataster als Entscheidungshilfe
Will man nun herausfinden, ob das eigene Haus oder Grundstück sich für die Installation einer Photovoltaikanlage eignet, kann man ein sogenanntes Solarkataster zu Rate ziehen. Hier werden die Daten bereits existierender Solaranlagen und deren Spezifikationen gespeichert. Doch darüber hinaus bieten die Sonnenkataster meist auch einen Kartenservice, auf dem der eigene Standort in Relation zu anderen Solaranlagen in der Umgebung unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung und Ausrichtung des Hauses bewertet wird. Dabei sind auch Neigungen der Dachflächen sowie die Verschattung Bestandteil der Berechnungen. Finanzielle Aspekte wie Förderungen und die Effizienz der Stromerzeugung fließen in die Berechnung ebenfalls mit ein. Unter dem Strich erhält der Interessent dann eine aussagekräftige Bewertung über die Eignung seiner Dachfläche für die Installation einer Solaranlage.
Finanzielle Aspekte: Solarförderung und günstige Kredite locken Betreiber Hauptgrund für die Installation einer Solaranlage ist in der Regel der Gedanke, einen Teil oder sogar den gesamten Strombedarf eines Hauses durch Photovoltaik zu decken. Ob dies möglich ist, hängt nicht nur vom Standort und den Gegebenheiten der Dachflächen ab, sondern natürlich auch von den Kosten, die durch den Bau und den Unterhalt der Anlage verursacht werden. Interessant wurde die Anschaffung von Anlagen zur Erzeugung von Solarenergie mit der erheblichen staatlichen Förderung. Mit der sogenannten Einspeisevergütung erhält der Betreiber einer Solaranlage einen auf 20 Jahre garantierten Geldbetrag pro Kilowattstunde. An dieser Förderpolitik gibt es inzwischen starke Kritik, da die Zahlung der Solarförderung über die sogenannte EEG-Umlage von allen Stromkunden finanziert wird und somit einen erheblichen Anteil der Stromkosten für Privathaushalte verursacht. Allerdings ist der Anteil der Solaranlagen an der Gesamtstromerzeugung noch immer relativ gering, weswegen ein Missverhältnis zwischen der Belastung durch die Solarförderung sowie dem Ertrag für die Stromversorgung besteht. Deswegen hat die Politik im Rahmen der Energiewende inzwischen einige deutliche Einschnitte bei der Förderung von Solaranlagen vorgenommen. Die noch unter der alten Regelung errichteten Anlagen werden aber weiterhin bis zum Ablauf der 20 Jahre nach den alten Fördersätzen gefördert. Dennoch sind auch die gekürzten Förderbeträge noch immer ein Anreiz für viele Hausbesitzer, sich über die Anschaffung einer Solaranlage Gedanken zu machen.
Folgekosten der Solarenergie nicht vergessen
Die Solarförderung regelt aber nur die Einspeisung des fertigen Stroms. Für den Bau einer Photovoltaik-Anlage muss der Besitzer zunächst einige Investitionen tätigen. Um diese zu erleichtern, hat die Bundesregierung umfangreiche Förderprogramme über die KfW-Bank aufgelegt. Obwohl diese eine Finanzierung deutlich erleichtern, sollte bei der Entscheidung nie vergessen werden, dass auch dieser Kredit irgendwann zurückgezahlt werden muss. Vertreter von Solarfirmen rechnen die Situation gerne unter den günstigsten Voraussetzungen durch, doch die Kalkulation sollte auch wirklich alle Faktoren berücksichtigen. Neben dem reinen Kaufpreis kommen nämlich noch Installationskosten und Betriebskosten hinzu. Außerdem empfiehlt sich der Abschluss einer speziellen Versicherung der Solaranlage, denn Beschädigungen können relativ schnell eintreten. Die empfindlichen Solarzellen halten zwar normalen Wetterbedingungen in der Regel Stand, doch ein heftiger Hagel oder auch Feuer können die Anlagen komplett zerstören. Nicht zuletzt werden Solaranlagen auch immer öfter das Ziel von Dieben, die Solarmodule in Windeseile abmontieren, wenn die Hausbesitzer beispielsweise in den Urlaub gefahren sind. Für diesen Fall sollte man sich finanziell absichern.
Montage und Wartung von Solaranlagen
Die Montagekosten umfassen nicht nur die reine Installation, sondern auch die Planung der Anlage. Generell kann man sagen, dass die Montagekosten umso niedriger ausfallen, je größer die Anlage ist. Insgesamt ist von einem Durchschnittswert von etwa 20 Prozent der Gesamtkosten auszugehen, die vom Montageanteil verschlungen werden. Eine Selbstmontage ist natürlich prinzipiell möglich, doch zu empfehlen ist sie in der Regel nicht. Zum einen ist die Arbeit auf dem Dach naturgemäß gefährlich. Zum anderen verfügen Privathaushalte meist nicht über die richtige Ausrüstung zur fachgerechten Montage und Sicherung. Außerdem ist auch das Hantieren mit stromführenden Komponenten nicht ungefährlich. Da auch die Effektivität der Anlage durch die präzise Einhaltung der richtigen Installationsmethoden beeinflusst wird, sollte dies nur von Fachpersonal durchgeführt werden. Dies gilt auch für die erforderlichen Wartungsarbeiten, die als Betriebskosten in die Rechnung einfließen. Obwohl die Solarmodule ohne mechanische Belastungen arbeiten, können elektrische Verbindungen altern und austauschbedürftig werden. Auch die Unterkonstruktion muss hin und wieder auf Schäden geprüft werden. Nicht zu vernachlässigen ist außerdem die regelmäßige Reinigung. Verschmutzte Solarflächen sind wesentlich weniger effektiv bei der Energieerzeugung als saubere, weil die Sonneneinstrahlung durch Staub und Schmutz behindert wird.
Das China-Syndrom
Deutschland war im letzten Jahrzehnt ein weltweiter Vorreiter für die Herstellung und den Vertrieb von Solaranlagen. Der Solarboom besteht auch weiterhin, denn immer noch werden mehr und mehr Anlagen verkauft. Dass dennoch ein großes Solarunternehmen nach dem anderen die Produktion einstellen muss, liegt nicht zuletzt an der günstigeren Konkurrenz aus Asien; hier insbesondere aus China. In den letzten Jahren überschwemmten dortige Firmen den europäischen und deutschen Markt mit billigen Solarmodulen, die natürlich gerne von den Kunden gekauft werden. Die Kritiker der Solarförderung führen diese Entwicklung mitunter auch als Argument gegen die hohe Einspeisevergütung an, denn damit finanziere man nur noch Arbeitsplätze in China und vernichte sie in Deutschland, so die Argumentation.
Fazit:
Der Betrieb einer Solaranlage ist in Deutschland mit einer relativ großen Effektivität möglich. Berücksichtigt werden müssen Standort, Sonneneinstrahlung, Größe und Neigung der Dachflächen sowie mögliche Verschattungen. Bei einer sorgfältigen Planung sollte daher die Datensammlung eines örtlichen Solarkatasters einbezogen werden. Neben den umfangreichen Förderhilfen durch den Staat sollte die Kostenseite mit den Komponenten Kauf, Installation und Wartung aber nicht vergessen werden.
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