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Photovoltaik: Strom aus Solarenergie

André Ryf
Von André Ryf
Architekt und technischer Kundenbetreuer der Gebäudeversicherung Bern
Solaranlage Dach komprimiert

Die Nachfrage nach Photovoltaikzellen ist in den letzten Jahren enorm gestiegen. Die quadratischen Plättchen sind schwarz oder dunkelblau. Anzutreffen sind sie auf Taschenrechnern, Radios und Umhängetaschen, aber auch an Hauswänden und auf vielen Dächern. Sie sind jeweils in unterschiedlicher Zahl aneinandergefügt und als Einzelzelle maximal 200 cm2 gross. Würden überall an gut besonnten Dachflächen und Fassaden Photovoltaik-Module installiert, könnte mehr als ein Drittel des jährlichen Strombedarfs der Schweiz gedeckt werden. Unabhängig von ihrem Einsatzort erzeugen diese Solarmodule in jedem Fall Strom.

Der Boom rund um die Sonnenenergie ist an der Zunahme von Anwendungsarten und von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen erkennbar. Ende 2020 waren beinahe 120‘000 Anlagen mit einem Ertrag von 3 Mrd. kWh installiert – doppelt so viele wie Ende 2015. Mit diesen Anlagen lassen sich bereits knapp 5 Prozent des gesamten inländischen Stromkonsums abdecken. An diesem Trend haben Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer einen beträchtlichen Anteil. Mehr als zwei Drittel der installierten Solaranlagen befinden sich auf Dächern von Ein- und Mehrfamilienhäusern, gefolgt von Zweckbauten in Gewerbe- und Landwirtschaftszonen.

Gibt es Fördergelder für den Bau von PV-Anlagen? 


Eine Vielzahl von Gemeindewerken, regionalen Energieversorgern oder kantonalen Energiefachstellen nimmt Gesuche für Fördergelder entgegen. Allen Hauseigentümerinnen und Hauseigentümern sowie Investorinnen und Investoren wird empfohlen, für Anlagen mit einer Leistung unter 30 kW eine Einmalvergütung für kleine Anlagen (KLEIV) zu beantragen. Damit lassen sich üblicherweise 20 bis 30 Prozent der Investitionskosten decken. 

Welche Förderbeiträge für Solaranlagen gibt es?

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Wie hoch ist der Wirkungsgrad von Solarzellen?

Im Labor erreichen Solarzellen einen Wirkungsgrad zwischen 40 und 46 Prozent. Unter Alltagsbedingungen ist die Ausbeute bescheidener: Von der Sonneneinstrahlung lassen sich zwischen 16 und 24 Prozent effektiv in Elektrizität umwandeln. Am häufigsten verwendet werden Solarzellen aus kristallinem Silizium. Fällt Licht auf eine Solarzelle, werden Elektronen frei, die sich durch das geladene elektrische Feld bewegen. Dieser «Strom» erzeugt eine Spannung, was als photovoltaischer Effekt bezeichnet wird. Zur Verbesserung der Lichtabsorption wird auf den Solarzellen eine bläuliche Aussenschicht aufgetragen. Gleichmässig schimmernde Oberflächen deuten auf leistungsfähigere monokristalline Solarzellen hin, während polykristalline Solarzellen an ihrer typischen Marmorstruktur und den Silberstreifen erkennbar sind. Monokristalline Zellen sind günstiger in der Fabrikation. Dank ihrem dezenten Aussehen vereinfachen sie eine gestalterische Integration in die Gebäudearchitektur.  

Wie viel Fläche muss zur Verfügung stehen?

Für eine sinnvolle Anwendung von Photovoltaik sind Flächen von 16 bis 24 m2 ausreichend. Sie ergeben eine Nennleistung von 2500 bis 4800 Wp. Die Masse Watt-Peak (Wp) und Kilowatt-Peak (kWp) beziffern die Leistung, die eine Photovoltaikanlage (in Watt oder Kilowatt) erbringen kann.

In einem kompakten Solarpanel sind 60 bis 96 Halbleiterzellen zusammengestellt und mit Glas abgedeckt. Nicht zu verwechseln sind diese Module mit Sonnenkollektoren, hinter deren transparenten Oberflächen wasserführende Rohrschlaufen installiert sind, über die Wärme von den Absorbern in den Wärmespeicher transportiert wird.

Den Strombedarf eines Einfamilienhauses (ohne Heizung, Warmwasser und E-Mobilität) können PV-Anlagen mit Leistungsspitzen von 2 bis 3 Kilowatt (kW) etwa zu zwei Dritteln decken. Die Richtpreise pro installierte kWp betragen zwischen CHF 2000.– und CHF 5000.–

Auf welchen Dächern können Solaranlagen installiert werden?

Optimal für die Installation einer PV-Anlage sind flach geneigte und südlich orientierte Dächer. Vermehrt werden aber auch Ost-West-Anlagen gebaut. Hier beträgt die Produktionseinbusse rund 10 bis 15 Prozent. Werden farbige PV-Module installiert, ist mit ähnlichen Ertragsreduktionen zu rechnen. Solche Module werden auch an Fassaden eingesetzt und sorgen für gestalterische Akzente.

Wann produzieren die PV-Anlagen Strom?

Die Stromerzeugung schwankt innerhalb eines Kalenderjahres. In der Schweiz können im Sommer bis zu drei Viertel der Jahresmenge erzeugt werden; im Winter entsprechend weniger. Generell wird empfohlen, allfällige Überschüsse in einer eigenen Batterie zu speichern. So lässt sich die Eigenverbrauchsquote bis auf 60 Prozent steigern. In der Schweiz ist der Absatz von lokalen Speichersystemen zwischen 2019 und 2020 um zwei Drittel gewachsen.

Was passiert mit Stromüberschüssen?

Stromüberschüsse können in einer eigenen Batterie gespeichert werden. Saisonale und tageszeitliche Differenzen zwischen der Stromproduktion und dem Konsum werden von den lokalen Energieversorgern ausgeglichen. Dafür braucht es einen Netzanschluss: Neben dem Wechselrichter ist einzig ein Stromzähler zu installieren, um die Menge des eingespeisten Stroms zu erheben. Ein Netzanschluss ist zudem Bedingung, um allfällige Förderbeiträge oder eine Einmalvergütung zu erhalten.

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  • Energie
  • Photovoltaik
  • Solaranlage

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André Ryf
André Ryf ist im Rahmen der obligatorischen Grunddeckung für Feuer- und Elementarschäden zuständig für die Einschätzung von Gebäuden und für die Schadenbearbeitung. Im Rahmen der freiwilligen Zusatzprodukte der GVB Privatversicherungen AG kümmert er sich um die versicherten Risiken. Sein Tätigkeitsbereich umfasst die Regionen Oberaargau, Burgdorf, Fraubrunnen sowie das Seeland.