Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
Photovoltaik wandelt Sonnenenergie in Strom um, ohne Treibhausgase oder andere Schadstoffe auszustossen. Der Ertrag einer PV-Anlage hängt von der Lage, der Ausrichtung, der Tageszeit und der Fläche ab. Solarmodule erzeugen Strom selbst bei diffusem Sonnenlicht oder schlechter Witterung – aber deutlich weniger als an einem sonnigen Tag. Der Leistungswert gibt an, wie viel Strom aus dem Sonnenlicht gewonnen wird. Er wird von der Modultechnologie, der PV-Fläche und der geografischen Ausrichtung beeinflusst. Eine Standortabfrage auf den Webportalen sonnendach.ch und sonnenfassade.ch gibt erste Hinweise für die Eignung zur lokalen Sonnenenergienutzung.
Wie ist eine PV-Anlage aufgebaut?
Eine PV-Anlage, die auf dem Dach oder an Fassaden installiert werden kann, besteht aus den folgenden Komponenten:
Herzstück: das Solarmodul
Das Solarmodul ist meistens knapp 2 m2 gross und vereint eine bestimmte Anzahl von Solarzellen, die jeweils Sonnenlicht hinter einer Glasabdeckung in elektrische Energie umwandeln.
Solarmodule können – auf neuen oder bestehenden Steildächern – als Aufdach- oder Indach-Anlage montiert werden. Die Aufdach-Anlage wird über einer Dacheindeckung installiert. Indach-Anlagen übernehmen gleichzeitig die Funktion einer schützenden Dachhaut. Solarmodule können nach demselben Prinzip als integrale Bestandteile von Fassaden verwendet werden. Die PV-Anlage auf einem Flachdach kann unterschiedlich angeordnet werden, in Bezug auf Ausrichtung und Anstellwinkel.
Die Integration von PV-Anlagen in die Gebäudehülle ist besonders wirtschaftlich, wenn bestehende Bauteile ohnehin saniert werden müssen. Solarziegel weisen ein Spezialformat auf und begünstigen die gestalterische Integration von Solarmodulen auf einem Dach.
Zubehör: Konstruktion und Elektrotechnik
Mit einer Unterkonstruktion werden Solarmodule auf dem Dach oder an Fassaden fixiert. Dabei ist auf einen ausreichenden Luftraum zur Hinterlüftung und Kühlung der Module zu achten. Dieser bietet auch Platz für die Verkabelung der PV-Anlage. In gebündelter Form werden die Kabel in den Technikraum geführt, in dem sich der Wechselrichter befindet. Diese etwa Badspiegel grosse Apparatur wandelt den Gleichstrom von PV-Anlagen in Wechselstrom um, so dass dieser vor Ort genutzt oder ins öffentliche Verteilnetz eingespeist werden kann.
Zwar messen Wechselrichter auch die erzeugte Strommenge. Doch ein digitaler Stromzähler (Smart Meter) stellt zusätzlich sicher, dass jeder Ertrag nach Verwendungszweck – lokal verbraucht oder ins Netz eingespeist – genau erfasst wird, ebenso den Bezug von externem Zusatzstrom.
Leistungsoptimierungsgeräte versprechen einen Mehrwert zur Ertragssteigerung bei teilweise verschatteten PV-Flächen. Die Geräte verhindern, dass einzelne verschattete Module die Leistungskapazität der Gesamtanlage reduzieren. Für alle übrigen Photovoltaikanlagen ist das Optimierungsgerät nicht zu empfehlen, weil es selbst zusätzliche (wenn auch nicht viel) Energie verbraucht.