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Was ist eigentlich Photovoltaik? ©

(Photo = Licht/ Volt = Spannung)

(erstmals erstellt 1999, zuletzt aktualisiert Januar 2022)

Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom - mit Hilfe von Solarzellen.

Dass im Sonnenlicht mehr als nur Helligkeit steckt, hatte man schon im Mittelalter entdeckt.
Der photovoltaische Effekt wurde erstmals 1897 beobachtet. Die erste Solarzelle entstand 1954 in den USA. Diese Technik machte man sich dann zuerst für die Raumfahrt zunutze (1958), da eine Energieerzeugung mittels Brennstoffen nicht möglich und die Variante "Nur-Batterie" zu schwer und zu kurzlebig war. Anfang der 70 er Jahre begann der Einzug in die Konsumgüter-Industrie mit den ersten, damals noch sehr betriebsschwachen, Solar-Taschenrechnern. 

 
Ab Mitte der 1980er konnte man dann endlich Solarmodule in Leistungsbereichen von 10 – 80 Wp für autarke Nutzung und Netzanlagen zur Einspeisung erwerben. Für Thomas Oberholz selbst begann sein spannendes „Solarzeit-Alter“  schon 1988 mit einem ersten 43 Wp-Modul (kostete fast 800 DM, ungefähr das Zehnfache vom heutigen Preis) von Solarex für seinen Campingbus.
Heute, ca. 65 Jahre seit der Herstellung der ersten Zelle, ist die Photovoltaik ein, vor allem in Deutschland, überall anzutreffendes Produkt. Egal ob mit den großen oder neuerdings ganz kleinen Netz-Einspeiseanlagen oder für die vielen unterschiedlichen autarken Anwendungen im Kleingarten, auf Wohnmobilen, Parkuhren, Überwachungssystemen oder Kleingeräten im Haushalt – überall arbeitet man mit Solarstrom.
Einen normalen Klein-Rechner mit Steckdosenanschluss hat heute kaum ein Mensch mehr...

Hier erfahren Sie alles über Solarmodule und die unterschiedlichen Anlagenarten

 
Bei unserer ersten o.g. Solarstrom-Anlage gab es vor 34 Jahren für uns praktisch kaum eine Überlegung.
Damals kannte man Solarmodule nur zur Batterieladung in einer Inselanlage und große Auswahl hatte man auch nicht. Heute ist das anders. Man nutzt seit über 20 Jahren netzgekoppelte Anlagen, in Deutschland seit 10 Jahren auch die Variante mit anteiligem Eigenverbrauch, neuerdings die Kombination aus Netz- und Inselanlage (die sogenannte Eigenstrom-Anlage) und zukünftig auch vermehrt die Mini-Netzanlagen zur Grundlastabdeckung. Daher sollte man sich schon ein wenig Zeit nehmen und z.B. unsere Informationen in Ruhe lesen. Über die einzelnen Techniken informieren wir hier. Dann muss man sich hinterher auch nicht über teure Fehlentscheidungen ärgern...

 
Weil Photovoltaik immer mit Ph geschrieben wurde, kürzen erfahrene Fachleute dieses mehrsilbige Wort mit PV ab und man spricht daher von PV-Anlagen. Neulinge schreiben dagegen meist Fotovoltaik. Für Alle am verständlichsten bleibt aber die sinnvolle Bezeichnung Solarstrom, die auch wir selbst bevorzugen. Im Gegensatz zu Solarwärme, bei der Kollektoren die Sonnenstrahlen in Wärme umwandeln, sammeln und über Rohrleitungen zum wasserführenden Solarspeicher führen.


Flächenbedarf

Da es unterschiedlichste Zellarten und damit Modultypen und Größen gibt, kennt man eigentlich keine Mindestgröße.
Bei netzgekoppelten Solarstromanlagen empfiehlt sich heutzutage natürlich die komplette Ausnutzung der Dachfläche. Ansonsten kommt es auf den Wirkungsgrad an, um umgekehrt, zu erfahren, wieviel Leistung man auf einer Fläche installieren kann.

Solarmodule haben je nach Technik und Qualität heute Wirkungsgrade von ca. 10 - 25%. D.h. auf einem Quadratmeter Dachfläche lassen sich 100 - 250 Wp Modulleistung unterbringen. Da man zwischen den Modulen einen Klemmabstand hat und Spannungen vermeiden will, muss man einen Bruchteil abziehen. Aber grundsätzlich lässt sich aktuell mit dem Faktor 1,8 grob die mögliche Leistung auf der Fläche errechnen. Letztlich kommt es aber auch auf Ränder und das Verhältnis von Länge/Breite, bzw. Maße der Module an. Grundsätzlich schafft man auf 100 qm ca. 18 kWp. Weniger geht auch günstiger, mehr kostet mehr.

Handelt es sich um ein Flachdach, muss man Ränder abziehen und je nach Aufständerungsart die Abstände vergrößern um Verschattungsverluste zu vermeiden. Hier liegt man dann eher beim Faktor 1,3. Dafür können bei optimalen Aufständerungen nach Süden die daraus resultierenden Erträge viel höher liegen.    
 


Photovoltaik = Freie Energie?

Bereits vor 100 Jahren hatte ein Herr Tesla von der sogenannten "freien Energie" gesprochen, die überall im Raum vorhanden ist und kostenlos verfügbar wäre.
 
Irgendwann wurde es, mangels Beweisen und trotz regelmäßiger Gegen-Versuche, still um dieses "fantastische" Thema. Nur für Esoteriker und Verschwörungstheoretiker blieb es am Leben und mit ihm der Gedanke an ein bisher physikalisch unmögliches Perpetuum mobile.
 
Seit einiger Zeit, vor allem Dank der unerschöpflichen Möglichkeiten des Internets, spricht fast die ganze Welt davon. Zumal man ja in 2012 die Technik, um die "freie Energie" jedem nutzbar zu machen, der Welt nicht nur vorstellen, sondern bald auch jedem zugänglich, machen wollte...
Sonderbarerweise aber nicht kostenlos...und nun 9 Jahre danach ist die angeblich so freie Energie immer noch nicht verfügbar. Also entweder Betrug oder Irrtum?
 
Und da immer wieder Tesla erwähnt wird, möchten wir hierzu bemerken, dass das Einzigste, was damals funktionierend vorgeführt werden konnte, eine Art Photozelle war - die das Licht (also Sonnen-Energie) in Strom umwandelte.
 
Sonnen-Energie kostet bis heute nichts, kann von jedermann genutzt werden und deren Umwandlung in Strom ist hundert Jahre nach Tesla endlich sehr günstig geworden. Ein ca. 1,5 m großes Solarmodul mit ca. 300 Watt Leistung kostet heute oftmals nicht mal mehr 200 Euro! Eine einfache Glasscheibe mit Rahmen alleine ist kaum billiger! Eine kleine Mini-Inselanlage ist schon ab 100 Euro möglich und Mini-Netz-Anlage zur Grundlastabdeckung gibt es ab 300 Euro.
 
D.h. bei reinem Solarmodul-Strom beginnen Herstellungs-Kosten für die Kilowattstunde schon bei ca. 2 Cents - je nach Standort-Bedingungen! Dazu kommen dann zwar noch Kosten für Gestell, Kabel, Wechselrichter,... doch Diese halten sich in Grenzen. Nur bei zusätzlicher Batterie-Nutzung liegt am Ende die kWh noch manchmal teurer als billiger Egal-Strom aus der Steckdose.
Viel günstiger kann der von Keshe lange versprochene Plasma-Generator also auch nicht werden...
 
Somit kann man eigentlich sagen: Solarstrom ist freie Energie!