Photovoltaik-Anlage: Funktion und Aufbau

Über die Funktionsweise von Photovoltaikanlagen erklärt Martin Reifensteiner von Schrack Technik: “Photovoltmodule produzieren basierend auf dem photovoltaischen Effekt Gleichstrom, der im sogenannten Wechselrichter zu netzkonformem Wechselstrom umgewandelt wird. Er kann somit direkt eingespeist oder verbraucht werden.” Als weitere Grundbestandteile neben dem Wechselrichter und Solarmodul zählt der Fachmann das Montagesystem, Blitz- und Überspannungsableiter sowie Verkabelung und Stecksystem auf. Vereinfacht erklärt, übernehmen diese Grundbestandteile folgende Funktion in der Photovoltaikanlage:

• Solarmodule: Hier wird die Sonnenenergie in Strom umgewandelt. Ein Solarmodul besteht aus Solarzellen, die die Strahlungsenergie in elektrische Energie verwandelt. Mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen ergeben ein Solarmodul. Man unterscheidet je nach Leistung zwischen polykristallinen, monokristallinen und Dünnschicht- Solarmodulen. Die Summe aller Solarmodule einer Photovoltaikanlage ergeben den Solargenerator.
• Montagesystem: Für die unterschiedlichen Dachformen gibt es jeweils passende Systeme
• Blitz/Überspannungsableiter: Schützen die Photovoltaikanlage und restliche Gebäudeinstallation vor Überspannung
• Verkabelung & Stecksystem
• Wechselrichter: Wandelt den Gleichstrom (DC) aus den Solargeneratoren in Wechselstrom (AC) um, der ins öffentliche Netz eingespeist werden kann

Produzieren Sie für den Eigenbedarf, wird die überschüssige Energie in einer speziellen Batterie gespeichert.

“Um die überschüssige Energie besser nutzen zu können, gibt es seit einigen Jahren Photovoltaik-Speicher. Diese speichern die Energie, auch, um sie z.B. abends nutzen zu können”, erklärt Martin Reifensteiner. Und erläutert, dass zur Zeit eine Vielzahl von Technologien erhältlich sei: “Für den richtigen PV-Speicher muss die Speichertechnologie genau evaluiert werden. Am Markt sind zurzeit Blei Gel-Batterien, OPzS-Bleibatterien mit flüssigem Elektrolyt und Lithium Ionen-Batterien.”

Je nach Batterietyp steigen die Investitionskosten. Aber anstatt sich allein auf die Kosten einzuschießen, rät der Fachmann:  “Hier ist es nicht immer ratsam, blindlinks auf die Kosten zu achten. Ein Beispiel: Eine Lithium-Batterie kostet ein Vielfaches einer Blei-Gel-Batterie, hat aber im Vergleich dazu ca. 5.000 Ladezyklen. Die Gel-Batterie hingegen nur 500, das heißt, die Gel-Batterie muss 10 mal häufiger getauscht werden. Dadurch enstehen natürlich erhebliche Kosten: 10 mal Batterie und 10 mal Arbeitszeit, Transport und Entsorgung.” Hier lohnt sich also eine langfristige Betrachtung.

Sie haben sich für die Installation einer Photovoltaikanlage entscheiden? „Die nächsten Schritte sind bürokratischer Natur“, erklärt Photovoltaik-Spezialist Martin Reifensteiner von der Firma Schrack Technik. „Die Anlage muss zwei Instanzen durchlaufen: Sie muss beim Bauamt eingereicht werden und einen Zählerpunkt vom Elektrizitätsversorgungsunternehmen erhalten. Erst nach positiver Befürwortung kann gebaut werden.”

Danach dauert es nicht lang: „Grundsätzlich ist eine Photovoltaikanlage nach 2-3 Tagen fix und fertig am Dach installiert und in den Elektrizitätsverteiler eingebunden“, weiß Reifensteiner. Montiert wird die Anlage von Elektrikern, bzw. von so genannten Solateuren: „Die Photovoltaikanlage wird in der Regel als Bausatz angeliefert“, erklärt Reifensteiner. Diese werden direkt vor Ort zusammengebaut. „Aber bitte nicht vom Kunden selbst: Elektrische Bauteilen dürfen ab einem gewissen Spannungslevel nur noch von Elektrikern verbaut werden. Weiters würde es auch keinen Sinn machen, eine Anlage selbst zu installieren, weil dann die Gewährleistung der Komponenten bzw. zugesicherte Arbeitsleistung verloren geht.“

„Eigentlich würde die Photovoltaikanlage im Winter sogar besser arbeiten als im Sommer“, erklärt Experte Reifensteiner. “Aufgrund der niedrigen Temperaturen produzieren die Module eine höhere Spannung, die aber oft nur bedingt genutzt werden kann. Die Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten ist oft nur sehr kurz, bzw. erreicht nie den optimalen Einstrahlwinkel.”

Sollte Schnee die Anlage bedecken, erreichen keine Sonnenstrahlen das Modul. Die Anlage arbeitet somit nicht. Ob es Sinn macht, die Anlage vom Schnee zu befreien, muss von jedem Anlagenbesitzer selbst entschieden werden. Reifensteiner rät, sich vorher folgende Fragen zu stellen: “Wie hoch ist der Aufwand? Ist es in Eigenregie durchführbar? Welche Kosten entstehen und welchen Ertrag würde die Anlage dadurch bringen? Das sind nur einige Faktoren, die evaluiert werden müssen.”

Eine Sonnenfinsternis wird unter Fachleuten wie eine kurzfristige Verschattung gesehen. Das bedeutet konkret: Die Anlagenleistung sinkt zunächst je nach Finsternisgrad immer mehr ab. Danach steigt sie wieder an. In der Nacht arbeitet die Photovoltaikanlage nicht, da keine Einstrahlung zur Verfügung steht.

Lesen Sie auf den nächsten Seiten über die Qualitätsunterschiede, Besteuerung und Amortisation von Photovoltaikanlagen.

Expertentipps: Drei Fragen und Hilfestellungen für den erfolgreichen Betriebsstart

Anfangsschwierigkeiten, bautechnische Veränderungen und andere Hilfestellungen: Photovoltaikexperte Martin Reifensteiner der Firma Schrack Technik gibt Auskunft, damit Ihr Start als Betreiber erfolgreich verläuft.

Was sind typische Anfangsschwierigkeiten bei der Installation einer Photovoltaikanlage?
Leider ist die genaue Planung einer Photovoltaikanlage oft sehr langwierig. Es werden viele Punkte und Variationen durchgesprochen, um das Optimum zu erreichen. Das kann unter Umständen beim Kunden den Eindruck erwecken, dass der Berater selber nicht weiß, was er tut. Das ist aber in keinster Weise der Fall, er versucht hier nur, die beste Anlage im Preis-Leistungsverhältnis zu ermitteln. Wenn man dann noch den Förderdschungel sowie die bürokratischen Schritte hinter sich gebracht hat, steht dem Aufbau einer Photovoltaikanlage nichts mehr im Weg… außer Schlechtwetter.

Welche bautechnischen Veränderungen können eventuell auf mich zukommen? Welche Veränderungen in der Elektrizität?
Hier kann es zu einen erheblichen Mehraufwand kommen. Nein, nicht weil der böse Elektriker sich ein „Körbelgeld“ verdienen will, sondern weil er Normgerecht die Elektroinstallation auf den letzten Stand bringen muss. Das kann ebenfalls einen neuen Verteiler bedeuten, sollte man noch eine alte Eternittafel sein Eigen nennen.

Wie ist das bei Problemen - an wen kann ich mich wenden? An Sie als Hersteller oder an den Monteur, bzw. Solarteur?
Der Erstkontakt erfolgt grundsätzlich über den Solarteur. Er weiß am besten über die Anlage Bescheid und kann kleine Fehler vor Ort lösen. Sollte dies nicht der Fall sein, nimmt er Kontakt mit seinem Lieferanten oder Hersteller der Komponenten auf, um einen Austausch oder einen Reparaturtermin zu vereinbaren. So kann die Photovoltaikanlage so schnell wie möglich wieder ans Netz gehen.