Photovoltaikanlagen sind aktuell in aller Munde und der Markt erfährt derzeit einen regelrechten Boom (Oktober 2023). Die Preise für PV-Anlagen (Photovoltaikanlagen) sind seit 2012 stark gesunken, steigen jedoch seit 2021 wieder an. Obwohl viel darüber gesprochen wird, sind vielen die wichtigsten Kennzahlen von PV-Anlagen noch fremd. Aus diesem Grund haben wir die wichtigsten für Sie zusammengefasst.

Photovoltaikanlage

Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Dies geschieht mit Hilfe von Photovoltaikmodulen, die auf einem Dach montiert werden. Diese Module bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen. Trifft nun Sonnenlicht auf eines der Module dann werden die Elektronen darin aktiviert und Strom erzeugt.

Solarthermieanlage

Wie Photovoltaikanlagen nutzen auch Solarthermieanlagen die Sonnenenergie. Jedoch nicht um Strom, sondern um Wärme (etwa für Wärmespeicher) zu erzeugen. Durch sogenannte Kollektoren, die auf dem Dach montiert sind, fließt ein Wasserfrostschutzgemisch und wird mit Sonnenenergie erhitzt. Diese Wärme wird mit einem Wärmetauscher an einen Speicher übertragen und kann letztendlich (zum Beispiel) für warmes Wasser sorgen. Natürlich ist auch eine Mischform aus PV-Anlage und Solarthermieanlage möglich.

Stromspeicher

Die Sonne scheint bekanntlich nur unter Tags. Der höhere Verbraucht im Eigenheim ist jedoch meist vor allem abends (kochen, Elektroauto aufladen, Licht, etc.). Da in der Nacht die PV-Anlage keinen Strom erzeugen kann gibt es dafür eine Lösung, den Stromspeicher. Hier kann überschüssig erzeugter Strom gespeichert werden, um diesen später bei Bedarf zu nutzen.

Amortisationszeit

Die Amortisation besagt die Zeit, die benötigt wird, um die Kosten für die erworbene Photovoltaikanlage wieder reinzuspielen. Die Kosten sind unter anderem: der Kauf der Anlage, die Montage, etc. Durch die Ersparnis des niedrigeren Stromverbrauchs, den geringeren Zukauf vom Strom der städtischen Stromversorgung und der Einspeisungsvergütung kann man sich die Amortisationszeit ungefähr ausrechnen.

Autarkie

Die Autarkie besagt, wie unabhängig Sie von der stätischen Stromversorgung sind. Je mehr Strom Sie durch Ihre Photovoltaikanlage erzeugen, desto autarker werden sie. Wenn Sie es sogar schaffen, 100% eigenen Strom erzeugen, benötigen Sie keinen städtischen Strom mehr und sind folge dessen auch vollständig autark. Der aktuelle Strompreis kümmert Sie dann nicht mehr.

Der Autarkie-Grad kann im Sommer und im Winter schwanken. Denn im Sommer scheint die Sonne bekanntlich länger und dementsprechend wird viel mehr Strom erzeugt. Im Winter kommt es durch schlechtes Wetter und weniger Sonnenstunden zu einer geringeren Stromerzeugung. Das kann bedeuten, dass Sie mehr von der öffentlichen Stromversorgung zukaufen müssen.

Eigenverbrauch

Der Eigenverbrauch besagt wie viel von dem durch die PV-Anlage produzierten Strom Sie selbst verbrauchen. Denn der überschüssig erzeugte Strom kann auch in das öffentliche Netz eingespeist werden.

Einspeisevergütung

Wie beim Eigenverbrauch bereits angemerkt ist es möglich den durch die PV-Anlage bergschüssig erzeugten Strom auch in das städtische Stromnetz einzuspeisen. Das, was Sie dadurch erhalten, ist eine Einspeisevergütung.

Was ist Watt (W)?

Grundsätzlich geht es bei diesem Thema um Strom und wo Strom ist, kann das Wort „Watt“ nicht weit sein. Denn Watt ist die Maßeinheit für Leistung und gibt an wie schnell Energie umgewandelt oder übertragen wird. Angenommen, Sie schalten ein elektrisches Gerät mit einer Leistung von 100 Watt ein. Dann bedeutet dies, dass das Gerät jede Sekunde 100 Joule an Energie umwandelt oder überträgt. Nehmen wir eine Glühbirne mit 100 Watt als Beispiel. Die Wattzahl gibt die elektrische Leistung der Glühbirne an. Also wie viel Energie sie erzeugt oder verbraucht. In unserem Beispiel verbraucht die Glühbirne durch die Erzeugung von Licht 100 Watt elektrische Leistung.

Was ist eine Kilowattstunde (kWh)?

Die meisten kennen das Wort Kilowattstunden aus der Stromrechnung. Denn verbrauchter Strom wird in Kilowattstunden abgerechnet. Geräte wie die Waschmaschine, der Fernseher, das Elektroauto oder das Handy verbrauchen Strom. Im Gegenzug erzeugt eine Photovoltaikanlage Strom.

Eine Kilowattstunde ist der Energieverbrauch von 1.000 Watt (= 1 Kilowatt = 1kW) für eine Stunde. Oder anders gesprochen: es ist der Energieverbrauch den ein Elektrogerät mit 1.000 Watt in einer Stunde verbraucht (oder produziert).

Ein einfaches Beispiel ist eine Glühbirne mit einer Leistung von 100 Watt, die für 10 Stunden eingeschaltet ist. So verbraucht sie in dieser Zeit 1 Kilowattstunde (1 kWh). Hier das Rechenbeispiel dazu: 100 Watt x 10 Stunden = 1 kWh (=1.000 Wattstunden).

Die Formel zur Berechnung:

Ein Beispiel für eine Reaktionsformel.

Einheiten:

  • W = Watt
  • h = Stunden
  • kWh = Kilowattstunden

Nun könnten Sie zusätzlich mit dem jeweilig aktuellen Strompreis am Markt ausrechnen, was Ihnen die 10 Stunden Licht im Büro kosten.

Wie viel Kilowattstunden am Tag, Monat oder Jahr verbraucht werden, kann man beim Stromzähler (zu Hause oder im Büro) feststellen. Denn ist ein Gerät in Betrieb (aktiv oder in Standby-Modus) dreht sich das Rad des Stromzählers. Alternativ gibt es auch smarte Steckdosen, die Aufschluss über einzelne Geräte liefern können. So ist es auch möglich Stromfresser zu identifizieren.

Was kann man nun mit 1KWh anstellen? Hier ein paar Beispiele:

  • Eine Wäsche mit der Waschmaschine waschen
  • ca. 1 Stunde staubsaugen (mit einem 1.000 W Staubsauger)
  • ca. 10 Stunden auf einem PC arbeiten
  • ca. 10 Stunden fernsehen
  • ca. 65-70 Tassen Kaffee kochen

Der Verbrauch von Elektrofahrzeugen wird ebenfalls in kWh angegeben. Jedoch in kWh pro 100 Kilometer. Ein Beispiel: Nehmen wir an ein Elektroauto verbraucht 15 kWh pro 100 Kilometer. Das bedeutet, dass für jede zurückgelegte Strecke von 100 Kilometern etwa 15 Kilowattstunden Energie erforderlich sind.

Was sagt uns das alles nun bei der Photovoltaikanlage? Ganz einfach: Wir haben erwähnt, dass ein elektronisches Gerät nicht nur verbrauchen, sondern auch erzeugen kann. In diesem Fall repräsentiert eine Kilowattstunde die Energiemenge, die eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 1 Kilowatt innerhalb einer Stunde erzeugen kann. Die Kilowattstunde dient als Maßeinheit für den erzeugten Strom oder die elektrische Energie einer Photovoltaikanlage.

Was ist ein Kilowatt Peak (kWp)?

Ein Merkmal in der Welt der Photovoltaikanlagen ist das Kilowatt Peak (kWp), denn dies wird nur hier verwendet. Es wurde dafür eingeführt, um die unterschiedlichen Leistungen von Photovoltaikmodulen vergleichbar zu machen.

Jährlich erzeugt jedes Kilowatt Peak (kWp) einer durchschnittlichen Anlage ca. 1 kWh Strom. Nun wird nicht immer so viel verbraucht wie erzeugt wird. Deswegen sollte idealerweise zusätzlich ein Stromspeier installiert werden, um den Bedarf zu gewährleisten.

Standardtestbedingungen (STC)

Die Standardtestbedingungen (STC) sind festgelegte Normen, unter denen die Leistung von Solarzellen und Photovoltaikmodulen gemessen werden, um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten. Diese Bedingungen umfassen eine Bestrahlungsstärke von 1.000 Watt pro Quadratmeter, eine spezielle Verteilung des Lichtspektrums (Air Mass 1,5) und eine Zelltemperatur von 25 Grad Celsius. Die STC dienen als standardisierter Referenzpunkt, um die Leistung von Solartechnologien unter gleichen Bedingungen bewerten zu können, auch wenn die realen Umweltbedingungen variieren können.

Die Standardtestbedingungen sind in den Moduldatenblatt der Photovoltaikanlage zu finden.

Published On: Oktober 7th, 2023 / Categories: Elektrotechnik /