Kurz erklärt
Solaranlagen-Lexikon: Wichtige Begriffe rund um Ihre Solaranlage
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A
AC-Nennleistung
Die AC-Nennleistung bezeichnet die Ausgangsleistung des Wechselrichters, die bei der Umwandlung von Gleichstrom zu Wechselstrom entsteht. AC steht dabei für Wechselstrom (alternating Current). Demgegenüber steht die Eingangsleistung DC-Nennleistung (direct current). Mithilfe des Wirkungsgrads wird angegeben, wie viel des gewonnenen Stroms nach der Umwandlung noch nutzbar ist. Ein modernes Modell eines Wechselrichters weist in der Regel einen Wirkungsgrad von mindestens 98 Prozent auf. Bei einem solchen Wechselrichter werden 5 Kilowatt kW Leistung einer PV-Anlage in 4.900 kW Ausgangsleistung umgewandelt. Je höher der Wirkungsgrad ist, desto höher ist die AC-Nennleistung einer Solaranlage. Die Nennleistung wird auf dem Produktblatt in PMPP angegeben.
D
Degradation
Unter Degradation wird die altersbedingte Verschlechterung des Wirkungsgrades einer Solaranlage verstanden. Mit einer Degradation geht auch der Ertrag an Solarstrom zurück. In der Regel liegt die Degradation je nach Modulart zwischen 0,1 und 0,5 Prozent pro Jahr. Die meisten Hersteller geben an, dass eine Solaranlage nach 10 Jahren noch ein Leistungsvermögen von rund 90 Prozent aufweist, nach 20 Jahren etwa 80 Prozent. Dennoch keine eine Solaranlage bei regelmäßiger Wartung 30 bis 40 Jahre leistungsfähig sein.
Die Ursachen für Degradation sind unterschiedlich: die Beschaffenheit der Solarzellen, eine Teilverschattung durch gewachsene Bäume sowie die Verschmutzung der Solarmodule.
E
Einspeisepunkt
Einspeisepunkt ist die Stelle, an dem der erzeugte Solarstrom in das öffentliche Netz eingespeist wird. Diese Position unterscheidet sich in der Regel von der Position des Einspeisezählers. Dabei wechselt auch die Zuständigkeit von dem privaten Haushalt zum Stromnetzbetreiber. Der jeweilige Netzbetreiber ist laut den Grundsätzen des EEGs dazu verpflichtet, den eingespeisten Strom abzunehmen und weiter zu transportieren. Im Rahmen Anmeldung der PV-Anlage beim Netzbetreiber erhalten Solaranlagenbetreiber unter anderem eine Einspeisezusage, in der der Einspeisepunkt ausgewiesen ist. Eine entsprechende Leitungsversorgung des Einspeisepunkts fällt in den Zuständigkeitsbereich des Anlagenbetreibers. Begründet das zuständige Energieunternehmen einen weiter entfernten Einspeisepunkt, so müssen alle Mehrkosten vom Netzbetreiber getragen werden.
F
Füllfaktor (Solarzelle)
Der Füllfaktor (FF) einer Solarzelle beschreibt grundsätzlich die Qualität der Solarzelle. Beim Füllfaktor wird generell nach dem optimalen Zustand einer Solarzelle gesucht, also der Punkt der größten Leistung. Dieser Leistungszustand verändert sich mit der Betriebstemperatur, der Stärke der Sonneneinstrahlung sowie mit dem Typ der Solarzelle. Der Füllfaktor beschreibt demnach immer nur einen Punkt in einer gegebenen Situation, sein Verlauf beschreibt in der Regel eine Kurve. Um eine optimale Leistung der Solaranlage zu gewährleisten, gibt es eine elektronische Steuerung des sogenannten Maximum-Power-Points, das auch als „MPP-Tracking“ bezeichnet wird. Der ideale Füllfaktor liegt theoretisch bei 1. Umso mehr sich ein Füllfaktor der 1 annähert, desto höher ist auch der Wirkungsgrad der Solarzelle.
L
Laderegler
Ein Solar-Laderegler ist das „Gehirn“ Ihrer Solaranlage. Er ist mindestens zwischen die Solarpanels und die Akkus geschaltet und steuert alle Vorgänge. Hochwertige Lösungen überwachen zusätzlich die Stromentnahme und verhindern eine Tiefentladung der Akkus. Die folgenden Aufgaben übernimmt der Solar-Laderegler: Die Einhaltung der Grenzspannung, da einerseits die Ladung durch die Sonne ständig schwankt und andererseits die Verbraucher nicht stetig und gleichmäßig Strom benötigen. Die Verhinderung von Rückstrom, der bei Nacht in die Solarpanels fließen würde. Den Schutz vor Überladung, indem der Ladevorgang unterbrochen wird, wenn die Akkus voll sind. Hochwertige Lösunge bieten zudem Schutz vor Tiefentladung, indem das Gerät automatisch die Akkuleerung beendet
Leerlaufspannung
Die Leerlaufspannung gibt an, wie hoch die Spannung an einer elektrischen Quelle ist, wenn kein zusätzliches Gerät mit ihr verbunden ist. Bei Solaranlagen bezeichnet die Leerlaufspannung die größtmögliche Spannung des Moduls und lässt damit Rückschlüsse auf die Qualität zu. Sie wird als UOC in Volt (V) angegeben und sollte auf dem Moduldatenblatt dokumentiert sein. Wenn eine Solaranlage in Betrieb genommen wird, werden die Leerlaufspannungen einzelner Module oder ganzer Modulstränge gemessen. Lichteinstrahlung und Temperatur beeinflussen die Höhe der Leerlaufspannung wesentlich. Dieser Zusammenhang spiegelt sich im sogenannten Temperaturkoeffizienten wider.
M
Megawatt
Megawatt (MW) ist eine physikalische Einheit, um die Energieleistung anzugeben. Ein Megawatt (MW) sind eine Million Watt. Ein Kilowatt (KW) entspricht wiederum 1.000 Watt. Um die Höchstleistung einer Solaranlage anzuzeigen und die unterschiedlichen Modultypen vergleichen zu können, wird der Zusatz Peak (engl. Spitze) verwendet. Daraus ergeben sich die Einheiten Watt-Peak (Wp), Kilowatt-Peak (kWp) und Megawatt-Peak (MWp). Die Einheit Megawatt-Peak wird in der Regel nur bei Solarparks oder Großanlagen angewendet, die eine sehr hohe Leistung aufweisen. Solaranlagen für den privaten Einsatz werden dagegen in Kilowatt-Peak angegeben. Im Schnitt können Sie je 1 Kilowattpeak (kWp) installierter Photovoltaikleistung mit einer jährlichen Leistung von rund 800 bis 1.000 Kilowattstunde (kWh) rechnen. Dafür benötigen Sie etwa 7 bis 10 Quadratmeter Dachfläche. Die durchschnittliche Leistung und Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage hängt von Faktoren wie Standort der Anlage, Sonnenscheindauer und Ausrichtung der Solarmodule ab.
MPP-Tracker
In der Regel sind im Wechselrichter einer Solaranlage eine oder mehrere Maximum-Power-Point-Tracker, kurz MPP-Tracker, installiert. Dabei handelt es sich um einen Regelungsmechanismus, dessen Aufgabe ist es, den optimalen Arbeitspunkt der Anlage zu finden. Also festzulegen, unter welcher Belastung dem Solargenerator die meiste Leistung entzogen werden kann. Das heißt, er misst, wie effektiv ein Wechselrichter den vom Solarmodul produzierter Gleichstrom in für uns nutzbaren Wechselstrom umwandeln kann.
N
Nennspannung
Die Nennspannung (UMPP) ist die vom Hersteller angegebene elektrische Spannung im Normalbetrieb eines elektrischen Verbrauchers. beispielsweise einer Batterie oder eines Generators. Bei einer Solaranlage ist es die Spannung, die an die Solaranlage angelegt werden muss, damit diese ihre volle Leistung bringt. In beinahe ganz Europa werden die Stromnetze mit einer Nennspannung von 230 Volt mit 50 Hertz betrieben. Dies ist in der Regel auch die angegebene Nennspannung einer Solaranlage. Finden sich auf technischen Geräten noch Angaben mit 220 Volt, so sind diese veraltet, den 1987 wurde einheitlich von 220 auf 230 Volt umgestellt.
Netzparallelbetrieb
Netzparallelbetrieb meint unter anderem die Einspeisung von Solarstrom einer privaten Photovoltaikanlage ins öffentliche Stromnetz. Laut dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) haben private Betreiber:innen von Solar- und Photovoltaikanlagen einen Anspruch darauf, selbst erzeugten Strom gegen eine festgesetzte Einspeisevergütung ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Dabei wird über einen zusätzlichen Rückspeisezähler, der eingespeiste Strom dokumentiert. Der verbrauchte Strom läuft weiterhin über den Hausstromzähler. Die Einspeisung ins öffentliche Netz bedingt auch den Betrieb eines sogenannten Wechselrichters, der den von der Solaranlage produzierten Strom für die Einspeisung ins Netz umwandelt und synchronisiert. Betreiber:innern müssen sich für die Einspeisung bei der Bundesnetzagentur anmelden.
Da die Einspeisevergütung seit Jahren sinkt, können Sie alternativ einen Solarspeicher installieren. Diese bietet die Möglichkeit, den überschüssigen Solarstrom zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. So sind Sie unabhängiger von aktuellen Strompreisen.
Netzverträglichkeitsprüfung
Möchten PV-Anlagenbetreiber einen Teil des erzeugten Solarstroms ins öffentliche Stromnetz einspeisen, müssen sie dies beim zuständigen Netzbetreiber anmelden. Dazu ist ein sogenanntes Netzanschlussbegehren erforderlich, dessen Ablauf im EEG 2021 § 8 geregelt ist. Im Rahmen dessen erfolgt eine Netzverträglichkeitsprüfung. Dabei prüft der Netzbetreiber über sogenannte Clearingstelle die technischen Voraussetzungen und die Netzkapazität und ermittelt den nächstgelegenen Verknüpfungspunkt für die Einspeisung zum Versorgungsnetz. Bei Solaranlagen mit einer Leistung unter 30 Kilowatt Peak (kWp) ist das in der Regel der Haushaltsanschluss, leistungsstärkere Anlagen erhalten oft andere Verknüpfungspunkte. Eine solche Prüfung kann bis zu drei Monate in Anspruch nehmen. Daher empfiehlt es sich, bereits bei der Planung einer Photovoltaikanlage dem Netzbetreiber das Netzanschlussbegehren mitzuteilen und dabei alle relevanten technischen Informationen zu übermitteln. Die Kosten für eine Netzverträglichkeitsprüfung trägt der Betreiber der Anlage.
P
Parallelschaltung
Die Parallelschaltung ist neben der Reihenschaltung eine Option, Solarmodule mit dem Wechselrichter zu verschalten. Hierbei werden die einzelnen Solarmodule parallel und an den Eingang des Wechselrichters geschaltet. Jedes Modul liefert über diese Schaltung partiell seine Energie in den Wechselrichter zur Umwandlung. Zum Vergleich: Bei einer Reihenschaltung sind die Solarmodule zu einem Strang verbunden und nacheinander geschaltet, bevor vom letzten Solarmodul der Wechselrichter angesteuert wird.
Vorteil der Parallelschaltung: Da jedes Solarmodul den Wechselrichter direkt beliefert, läuft die Versorgung ohne größeren Leistungsabfall, wie er bei der Reihenschaltung bei Verschattung auftreten kann. Denn hier durchläuft der Gleichstrom jedes Moduls die ihm vorgeschalteten Module, was die Gesamtleistung beeinflusst. Nachteil: Die aufwendige und lange Verkabelung bedeutet mehr Aufwand und ggf. höhere Kosten. Welche Schaltung für Ihre Solaranlage die Richtige ist, sollte unbedingt mit einem Fachbetrieb erörtert werden.
W
Wechselrichter (Inverter)
Ein Inverter, auch Wechselrichter oder Spannungswandler genannt, wandelt den durch Solarmodule erzeugten Gleichstrom möglichst verlustarm in Wechselstrom um. Der Inverter ist Teil der Photovoltaikanlage und stellt das Bindeglied zwischen der Gleichstromseite (Solaranlage) und der Wechselstromseite (öffentliches Stromnetz) dar. Aufgabe des Inverters bzw Wechselrichters ist, den maximalen Leistungspunkt (MPP) der Solarmodule zu finden und dauerhaft zu halten, um die Stromleistung der Solarmodule zu maximieren. Dies geschieht mithilfe eines integrierten MPP-Trackers. Nach aktuellem Standard erreichen Inverter Wirkungsgrade von rund 98 Prozent. Außerdem überwacht der Inverter das Versorgungsnetz, an dem die Solaranlage angeschlossen ist. So kann er den Stromfluss der Solarmodule bei Störungen sicher trennen. Kommunikationsschnittstellen am Inverter ermöglichen es dem zudem Nutzer, Ertrag, Betriebsdaten und Parameter der Solaranlage zu überwachen.
Es gibt zwei unterschiedliche Arten von Solaranlagen: Solarthermieanlagen und Photovoltaikanlagen. Eine Solarthermieanlage kann aus Sonnenstrahlen Wärme erzeugen. Diese können Sie für die Warmwasserbereitung und zum Heizen nutzen. Mithilfe einer Photovoltaikanlage wird hingegen Strom aus Sonnenenergie produziert.
Unter Betrachtung der ansteigenden Netzstrompreise und den sinkenden Kosten für Photovoltaik wird die Investition in eine Solaranlage immer rentabler für Privatpersonen. Aktuell zahlen private Haushalte durchschnittlich 32 Cent/kWh für Netzstrom, wohingegen selbst produzierter Solarstrom ca. 6 bis 11 Cent/kWh kostet. Mit einem Stromspeicher können Sie sich bis zu 70 bis 80 Prozent selbstständig mit Strom versorgen und sparen dadurch bis zu mehrere Hundert Euro im Jahr an Stromkosten.
Aktuell zahlen Sie für eine schlüsselfertige PV-Anlage mit 5 bis 15 kWp etwa 1.000 bis 1.800 Euro/kWp.
Solarenergie gilt als umweltfreundlich und wird deswegen von mehreren staatlichen Förderprogrammen unterstützt. Beispielsweise gibt es den Förderkredit 270 der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) sowie regionale Zuschüsse für die Errichtung, Erweiterung und den Erwerb von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien. Diese finden Sie in der Förderübersicht des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BAFA).
