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Viele haben sie schon und noch mehr wollen sie: die eigene, kleine Photovoltaik-Anlage zuhause. Aber wie funktioniert so ein Ding eigentlich? 6 Fragen, 6 Antworten und eine Menge guter Tipps.
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Das Hauptelement einer PV-Anlage sind die PV-Module, also diese dunklen Platten, die auf Dächern, in Gärten, auf Balkonen und sogar an Fassaden montiert werden können. Jedes Modul besteht aus mehreren Solarzellen, die die auftreffenden Sonnenstrahlen in Strom umwandeln – und zwar in Gleichstrom. Dieser muss über einen Wechselrichter in Wechselstrom transformiert werden, damit er im Haushalt verwendet werden kann.
Auf einem Einfamilienhaus mit Satteldach wird eine PV-Anlage installiert. Auf der nach Süden gerichteten Seite werden auf etwa 50 m² Fläche 20 Module mit je 450 Wp Nennleistung, also insgesamt 9 kWp, installiert. An einem Sommertag mit starker Einstrahlung und ohne Bewölkung werden etwa 40 kWh Strom erzeugt. Das reicht für die ganze Akkuladung eines mittelgroßen oder für fast zwei Ladungen eines kleinen Elektro-Autos, die Stromversorgung einer Wärmepumpe über 20 Stunden oder um den durchschnittlichen täglichen Haushaltsbedarf an Strom einer Familie 4-mal zu decken.
Jede PV-Anlage hat eine Nennleistung, die sie technisch maximal erreichen kann. Diese Leistung wird in Watt Peak (Wp) oder Kilowatt Peak (kWp) angegeben. Diese Angabe hilft, verschiedene Anlagetypen vergleichbar zu machen und die Kaufentscheidung zu unterstützen.
Die tatsächliche Leistung der PV-Anlage, also der produzierte Strom, wird in Watt (W) bzw. Kilowattstunden (kWh) angegeben. Eine Kilowattstunde ist die Energiemenge, die ein Elektrogerät mit einer Leistung von 1.000 Watt (1 Kilowatt) in einer Stunde verbraucht.
Die Leistung einer PV-Anlage hängt von der Sonneneinstrahlung ab. Im Winter oder bei bedecktem Himmel ist sie geringer. Daher produziert die PV-Anlage auch weniger Strom. Umgekehrt kann es im Sommer selbst bei optimaler Sonneneinstrahlung dazu kommen, dass die PV-Anlage nicht ihr Maximum produziert. Wenn die Temperaturen besonders hoch sind, sinkt der Wirkungsgrad der PV-Module und die tatsächliche Leistung wird reduziert.
Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von eingesetzter zu nutzbarer Energie. Bei den aktuell am Markt verfügbaren Solarzellen beträgt der Wirkungsgrad ungefähr 15 bis 25 Prozent. Damit bleibt noch viel Leistung ungenutzt. Dies soll durch weltweite Solarzellen-Forschung verbessert werden.
Die erzeugte Strommenge einer PV-Anlage hängt vor allem von ihrer Größe und dem Winkel der Sonneneinstrahlung ab. Wichtig ist auch das „Drumherum“. Wird die Anlage durch Bäume oder umstehende Häuser zeitweise beschattet, verringert das die Leistung. Ebenso spielt die verwendete Technologie der PV-Module eine Rolle.
Tipp: Für einen möglichst hohen Ertrag sollte die PV-Anlage in einem Winkel von 30° bis 40° gegen Süden ausgerichtet sein. In manchen Fällen kann auch eine Ost-West-Ausrichtung sinnvoll sein, da in den meisten Haushalten vor allem in den Morgen- und Abendstunden viel Strom benötigt wird.
Als Faustformel gilt: Mit einer installierten Leistung von 1 kWp lassen sich 900 bis 1.100 kWh Strom pro Jahr erzielen. Ein durchschnittlicher Zwei-Personen-Haushalt in Österreich verbraucht pro Jahr rund 1.800 kWh Strom.
Grundsätzlich produziert eine PV-Anlage auch bei bewölktem Himmel, und solange es hell ist, Strom. Denn ausschlaggebend für den Ertrag einer PV-Anlage ist die sogenannte Globalstrahlung. Sie ist die Summe aus direkter und diffuser Sonnenstrahlung, die auf die Erdoberfläche trifft. Die Jahressumme der Globalstrahlung liegt in Österreich je nach Region zwischen 1.000 und 1.400 kWh pro Quadratmeter und Jahr.
Oft besteht der höchste Strombedarf abends, wenn alle nach Hause kommen, duschen, kochen, den Geschirrspüler und den Fernseher einschalten. Da kann die hauseigene PV-Anlage nicht mehr mithalten – es sei denn, der tagsüber produzierte Strom wurde in einer Batterie gespeichert.
Überschüssiger PV-Strom eignet sich übrigens ausgezeichnet für den Betrieb von Wärmepumpen. So kann aus eigener Stromproduktion Wärme, Kälte oder Warmwasser bereitgestellt werden. Ist ein E-Auto vorhanden, kann es tagesüber an der hauseigenen Wallbox mit Strom aus Sonnenenergie „aufgetankt“ werden. Und natürlich wäscht auch die Waschmaschine gerne mit Grünstrom vom Nachmittag.
Unverbrauchter PV-Strom kann, nach entsprechendem Abschluss eines Abnahmevertrags mit einem Energieversorger, direkt ins Stromnetz eingespeist werden. Dafür gibt es eine vorab festgelegte Vergütung pro kWh Strom. Oder man schließt sich mit Nachbarn zu einer Energiegemeinschaft zusammen und verkauft einander übriggebliebenen Strom.
Abhängig von der Größe und Ausstattung variieren die Kosten für die Anschaffung einer PV-Anlage. Kleine Anlagen für den Balkon sind schon um knapp 900 Euro erhältlich. Die Kosten für größere Anlagen, wie in unserem Beispiel für eine Aufdach-Anlage, sind freilich höher. Sie relativieren sich aber, bedenkt man die durchschnittliche Lebensdauer einer PV-Anlage. Diese liegt derzeit bei 20 bis 25 Jahren. Außerdem stellt das Klimaschutzministerium attraktive Förderungen für Private zur Verfügung.
