Serie: Solartechnik im Haus

Sonnenkraftwerk auf dem Dach

28.07.2007, 00:00 Uhr 28.07.2007, 00:00 Uhr Steffen Preißler  

Teil: Fotovoltaik. Wie man eigenen Strom erzeugt und weshalb man nicht alles selbst verbraucht.

Die Zeit drängt: Nur wer noch in diesem oder im nächsten Jahr eine Fotovoltaikanlage auf seinem Hausdach errichtet, hat Planungssicherheit für die nächsten 20 Jahre. Denn die Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes sieht vor, die Einspeisungsvergütung stärker zu senken als bisher geplant.

"Wir rechnen damit, dass das neue Gesetz ab Januar 2009 gelten wird", sagt Cornelia Viertl vom Bundesumweltministerium. Wer noch in diesem Jahr die Sonne anzapft, erhält 49,21 Cent pro Kilowattstunde garantiert für die nächsten 20 Jahre. Geht das Sonnenkraftwerk erst 2008 ans Netz, sind es noch 46,75 Cent. Was danach kommt, ist ungewiss.

Von den 300 000 Fotovoltaikanlagen sind rund 40 Prozent auf privaten Dächern installiert. In den Solarzellen wird die Energie des Sonnenlichts zu elektrischer Energie umgewandelt. Der so erzeugte Gleichstrom wird in Wechselstrom umgewandelt und ins öffentliche Netz eingespeist. Das zahlt sich aus, weil die Einspeisevergütung höher ist als der Preis für den selbst verbrauchten Strom. Die Energieversorger sind zur Abnahme verpflichtet.

"Im Vergleich zu Solarwärmeanlagen für Wasser und Heizung (siehe erster Teil der Serie) ist der Flächenbedarf für die Solarzellen wesentlich größer, weil der Wirkungsgrad geringer ist", sagt der Hamburger Energieberater Michael Hell. Ohnehin unterscheiden sich die Anlagen für Solarwärme und Solarstrom grundlegend. "Damit sich die Investition einigermaßen auszahlt, sollte die Anlage mindestens etwa 15 Quadratmeter groß sein", rät Lothar Beckmann von der Stiftung Warentest.

Das würde dann bei Hamburger Sonnenverhältnissen für eine Anlage reichen, die mit einer installierten Spitzenleistung von zwei kWpeak rund 1300 bis 1500 kWh Strom jährlich liefern kann. Und eine Fläche von 24 Quadratmetern erbringt mit einer Spitzenleistung von drei kWpeak schon 1900 bis 2300 kWh Strom jährlich.

Die Spitzenleistung des Solarmoduls wird unter Testbedingungen (Sonneneinstrahlung 1000 Watt/m2 bei 25 Grad) ermittelt und deshalb nicht ständig erreicht. Private Anlagen haben meist eine Größenordnung zwischen zwei und fünf kWpeak. Nach einer Umfrage der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) im Februar/März 2007 lag der durchschnittliche Anlagenpreis pro kWpeak bei 4837 Euro (inklusive Installation, ohne Mehrwertsteuer). Das sind rund 3,6 Prozent weniger als im Herbst 2006.

Ideal für die Installation ist eine südorientierte Fläche mit etwa 30 Grad Neigung. Eine Abweichung nach Südwest/Südost oder Neigungen zwischen 25 und 60 Grad verringern den Ertrag nur geringfügig.

Viel gravierender wirken sich dagegen Verschattungen auf die Erträge von Solarstromanlagen aus, auch wenn es nur kleine Schattenspender wie Schornsteine, Entlüftungsstutzen, Antennenmasten oder Dachgauben sind. Sie verursachen oft Mindererträge von bis zu 20 Prozent. Denn die Verschattung einzelner Solarzellen beeinflusst den Stromfluss der gesamten Anlage.

"Ein Schatten auf einer Solarzelle wirkt wie ein elektrischer Widerstand", sagt Sebastian Fasbender vom Bundesverband Solarwirtschaft. "Der Solarstrom der anderen mit dieser Zelle in Reihe geschalteten Zellen kann nicht mehr weiterfließen, sondern wird in den verschatteten Zellen in Wärme umgesetzt." Jedes Grad Temperaturerhöhung über 25 Grad führt zu einem Leistungsabfall von etwa 0,5 Prozent. Um einen Hitzestau zu vermeiden, ist eine Hinterlüftungsebene von etwa zehn Zentimetern empfehlenswert. Lässt sich eine Teilverschattung nicht vermeiden, so muss mit der elektrischen Anlagenkonzeption wie mit Modulwechselrichtern darauf reagiert werden.

Solarzellen gibt es in unterschiedlicher Ausführung. "Hauptsächlich werden auf den Dächern monokristalline Siliziumzellen verwendet, die am teuersten sind, aber auch den höchsten Wirkungsgrad von 16 bis 18 Prozent aufweisen", sagt Fasbender. Etwas günstiger sind polykristalline Zellen mit einem Wirkungsgrad von 14 bis 16 Grad. Im Kommen sind Dünnschicht-Zellen mit einem wesentlich geringeren Silizium-Materialbedarf. "Sie nutzen die diffuse Strahlung besser, sind bei Verschattung toleranter und arbeiten bei höheren Temperaturen besser als kristalline Zellen", sagt Fasbender. Allerdings liegt der Wirkungsgrad nur bei acht bis zehn Grad. Entsprechend erhöht sich der Flächenbedarf. "Hohe Wirkungsgrade sind deshalb vor allem bei kleinen Dachflächen ein wichtiges Kaufkriterium", sagt Beckmann.

Bei bestehenden Gebäuden ist eine Aufdachmontage die preisgünstigste Lösung. Beim Neubau kann auch die Indachmontage geprüft werden. So lassen sich etwa mit Solardachziegeln ganze Energiedächer konzipieren. Die Indachmontage stellt aber an die Hinterlüftung besondere Ansprüche, um den Wirkungsgrad nicht zu beeinträchtigen.

Nächste Woche: Stromerzeugung als Kleinunternehmer