Photovoltaik | Planung von PV-Anlagen

Voraussetzungen für eine Solarstromanlage

Die Planung und Dimensionierung einer photovoltaischen Anlage wird von unterschiedlichen Faktoren bestimmt. Während bei autonom betriebenen Systemen (Inselanlagen) der eigene Energiebedarf im Mittelpunkt der Betrachtungen steht, ist die Größenbemessung von Systemen im Netzparallelbetrieb von mehreren Kriterien abhängig: den Finanzierungsmöglichkeiten, der verfügbaren Fläche und vom gewünschten Energieertrag.

Wahl des Standortes

Grundsätzlich lassen sich Solarmodule nahezu überall aufstellen bzw. montieren, sei es auf Freiflächen, Fassaden, Flach- und Giebeldächern, Garagen, Carports, Masten oder sogar an Balkonbrüstungen - von Bedeutung ist lediglich, dass es sich um einen unverschatteten Ort mit optimaler Neigung und Ausrichtung handelt.

Zum einen wird der mögliche Solarertrag einer photovoltaischen Anlage durch die Größe der für die Installation zur Verfügung stehenden Fläche bestimmt/begrenzt, zum anderen durch die verwendete Solarzellen-Technologie.

Abhängig vom Zellentyp ist der Flächenbedarf - bei gleicher Leistung des Generators - jeweils größer oder kleiner. So benötigen bspw. monokristalline Zellen mit hohem Wirkungsgrad nur rund die Hälfte der Fläche, die Dünnschichtsolarzellen beanspruchen würden.

Photovoltaik-Anlagen sind für eine Betriebsdauer von 20 bis 30 Jahren ausgelegt, ein "Anspruch", den auch der Aufstellungsort erfüllen muss, besonders der "Standort Dach" sollte vor der Installation einer Solaranlage sorgfältig geprüft, ggf. saniert, werden.

Neigung | Ausrichtung

Die ideale Ausrichtung der Solarmodule ist natürlich Süden. Abweichungen nach Südosten/Südwesten können jedoch akzeptiert werden, da sie die Erträge nur geringfügig mindern.

Bei fest installierten Systemen, d.h. bei Solaranlagen ohne Nachführeinrichtung, gelten Neigungswinkel zwischen 20 bis 40 Grad als optimal, wobei flachere Winkel steileren vorzuziehen sind. Allerdings wirken sich Neigungswinkel unter 20 Grad nachteilig auf die Selbstreinigung, bspw. durch (nicht) ablaufendes Regenwasser, der Solarmodule aus.

Grundsätzlich sollte sich eine photovoltaische Anlage an den einstrahlungsstarken Perioden orientieren. Höchste Erträge werden in den Sommermonaten, bei hochstehender Sonne, erzielt, während die Wintermonate lediglich etwa 10 Prozent des Gesamtjahresertrages ausmachen.

Verschattung

Alle Solarzellen benötigen Licht, um elektrischen Strom zu erzeugen. Selbst geringste Verschattungen beeinträchtigen die Gesamtleistung des Solargenerators und führen zu übermäßiger Erwärmung einzelner Zellen.

Unvermeidlich sind Verschattungen, die durch Wolken, den Horizont bei tief stehender Sonne aber auch durch Nachbargebäude auftreten, vermeidbar hingegen sind jene, die beispielsweise durch Bäume, herabfallendes Laub, Schmutz, Schnee, Freileitungen oder Dachaufbauten verursacht werden.

Ertragsminderungen durch Verschattungen kann durch geschickte Anordnung der Solarmodule und der Wahl eines entsprechenden Wechselrichterkonzepts begegnet werden, zum anderen durch den Einsatz so genannter Bypass-Dioden. Diese leiten den elektrischen Strom an den verschatteten Zellen vorbei und beugen so Ertragseinbußen und Erhitzung vor.

Dimensionierung

Da eine vollständige Abnahme des erzeugten Stromes durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) gewährleistet ist, sind "nach oben hin" prinzipiell keine Grenzen gesetzt. Die Anlagengröße richtet sich somit in erster Linie nach den Finanzierungsmöglichkeiten des Betreibers in spe.

Die Globalstrahlung in Deutschland beträgt, je nach Standort, zwischen 900 und 1.200 kW/h pro Jahr und Quadratmeter, überschlägig, als Berechnungsgrundlage, wird (für das Strahlungsangebot) zumeist ein Mittelwert von 1.000 kWh angenommen.

Solarstromanlagen sollten in unseren Breiten durchschnittliche Jahreserträge von mindestens 800 kWh erreichen, in Einzelfällen, an besonders günstigen Standorten und bei optimaler Auslegung der Anlage, sind Erträge von über 1.100 kWh möglich.

Installation | Montage

Bei dachgebunden Systemen stellt die Installation des Solargenerators sicherlich den größten Eingriff in das Gebäude dar. Weniger aufwändig gestaltet sich die Montage bei Freilandaufstellungen oder Flachdächern. Über evtl. notwendige Blitzschutz-Maßnahmen sollte ein Fachmann vor Ort entscheiden.

Wechselrichter bzw. Netzeinspeisegeräte arbeiten am effizientesten im niedrigen Temperaturbereich, sie sollten daher, leicht zugänglich für Wartungs- und Reparaturarbeiten, an einem kühlen Ort (Keller, Haustechnikraum) montiert werden.

Die Verlegung der Kabel sollte geschützt, wenn möglich in Kabelkanälen erfolgen. Gelegentlich bietet sich auch die Nutzung stillgelegter Schornsteinzüge an, hierfür sollte Rücksprache mit dem Bezirks-Schornsteinfeger gehalten werden.

Für den Anschluss von photovoltaischen Anlagen an das öffentliche Netz sind bestimmte Normen und Richtlinien einzuhalten. Nach Planung und Erteilung des Auftrages muss die neue PV-Anlage durch einen zertifizierten Fachmann beim Netzbetreiber angemeldet werden.

Steuern

Betreiber von Photovoltaik-Anlagen im Netzparallelbetrieb sind Stromerzeuger. Sie müssen daher bestimmte Steuerarten beachten: Einkommens-, Gewerbe- und Umsatzsteuer.