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Solarstrom - Damit kein Schatten fällt

Der Sonnenenergie gehört die Zukunft. Doch nicht alle Besitzer einer Solaranlage sind damit zufrieden. Worauf Sie achten sollten, um späteren Zoff zu vermeiden.

Solarmodule sind schon zu einem gewohnten Anblick geworden, die Dächer zahlreicher Einfamilienhäuser sind großflächig damit ­bestückt. Manche Besitzer bereuen diese ­Anschaffung inzwischen, denn die Anlage hat nicht das gebracht, was sie sich erwartet hatten. Damit es nicht so weit kommt, erfahren Sie hier, was die häufigsten Irrtümer und Fehler im Zusammenhang mit Solarstrom sind.

Strom aus Sonnenenergie

Es geht dabei um Photovoltaik-Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Sonnenenergie; sie sind zu unterscheiden von Systemen zur ­Wärmeabgabe für Heizung und Warmwasser. Auch in unseren Breiten kann man damit seinen Bedarf an elektrischem Strom decken – freilich nur übers Jahr gerechnet. Im Winter muss der größte Teil des benötigten Stroms zugekauft werden, während im Sommer ­große Überschüsse erzielt werden, die man ins Netz einspeist, sprich: seinem Energieversorger zu einem bestimmten Preis verkauft.

Eigenversorger, aber Nettozahler

Per Saldo ist man damit sozusagen „energieautark“, das heißt aber nicht, dass die Stromrechnung übers Jahr gesehen auf Null sinkt. Denn für den eingespeisten Strom zahlen die Energieversorger lediglich 7 bis 9 Cent/kWh, während man für den zugekauften Strom 17 bis 18 Cent bezahlen muss. Nur Bauern und Gewerbebetriebe (mit entsprechend größeren Anlagen) bekommen laut Ökostromgesetz 25 bis 38 Cent für ihren Solarstrom.

Um Förderungen anfragen

Dafür kommen private Haushalte in den ­Genuss von Förderungen. Die bundesweite Förderaktion des Klimafonds ist allerdings meist sehr schnell vergeben. Einfacher ist es, an eine Landesförderung heranzukommen, die einige Tausend Euro ausmachen kann. Die Regelungen sind sehr unterschiedlich und meistens zeitlich begrenzt. Niederösterreich hat in den letzten zwei Jahren die großzügigste Förderung gewährt, nämlich 50 Prozent Fixzuschuss. Das konnte für eine Anlage, die auf eine Spitzenleistung von 5 bis 6 kW aus­gelegt ist, bis zu 12.000 Euro ausmachen.

Heuer ist die durchschnittliche Förderhöhe auf einen Bruchteil davon abgesackt, weil nur mehr drei Prozentpunkte der Zinsen für einen Sanierungskredit übernommen werden. Zusätzlich zu diesen Landesförderungen gibt es in vielen Gemeinden die Möglichkeit, auch eine Gemeindeförderung in Anspruch zu ­nehmen: Fragen lohnt sich!

Lange Amortisationszeit

Drei Kilowatt Peak reichen

Wie soll die Solarstromanlage dimensioniert werden? Die Messgröße ist Kilowatt Peak (kWp), also die Spitzenleistung einer Anlage, die bei optimaler Sonneneinstrahlung an schönen Sommertagen zur Mittagszeit erreicht wird. Mit 3 bis 5 kWp kommt man bei einem Einfamilienhaus durch; wenn auch ein Schwimmbecken oder eine Klimaanlage betrieben werden soll, braucht man entsprechend mehr. In einem durchschnittlichen Jahr werden pro kWp etwa 900 bis 1.000 kWh an Strom erzeugt.

20 Jahre Amortisationszeit

Als Richtpreis für ein System inklusive Installation kann man mit rund 4.000 Euro pro kWp rechnen. Es mag zwar große Preisunterschiede geben, aber gute Qualität wird man darunter kaum bekommen. Eine fertige An­lage (4 kWp) kostet somit rund 16.000 Euro. Bis die Anschaffung sich bezahlt macht, benötigt man einen langen Atem – mit 20 Jahren Amortisationszeit muss man mindestens rechnen. Natürlich hängt sehr viel davon ab, wie hoch die Förderung ist und wie sich die Energiepreise entwickeln.

Zur Nutzungs­dauer von Photovoltaik(PV)-Anlagen gibt es noch nicht sehr viele Erfahrungen. Man schätzt, dass Module gut 40 Jahre halten (für andere Teile der Anlage gilt das allerdings nicht). Module sollten unbedingt über eine Zertifizierung nach IEC/EN 61215 und über Schutzklasse II verfügen. Man muss auch auf sorgfältige Verarbeitung achten; prinzipiell sollten alle Teile in Aluminium, Nirosta oder verzinktem Stahl ausgeführt sein. Kabel ­müssen kälte- und ­hitzebeständig und gegen UV-Strahlung re­sistent sein, sie sollten fixiert und in Rohren oder Führungen verlegt werden.

Bestandteile einer PV-Anlage

Im Wesentlichen besteht eine PV-Anlage aus den Modulen (die sich aus einer Vielzahl kleiner Solarzellen zusammensetzen) und einem Wechselrichter. Für eine 4-kWp-Anlage wird eine Modulfläche von etwa 30 m² benötigt (also rund 7,5 m²/kWp). Da die Module ­Elektrizität in Form von Gleichstrom zur Verfügung stellen, benötigt man einen Wechselrichter, der die Gleichspannung in die netzkonforme Wechselspannung (230 Volt) umwandelt.

Batterien zum Speichern werden nicht benötigt, da man den überschüssigen Strom ja sinnvollerweise ins Netz einspeist. Außerdem benötigt man ein Strommess­gerät, das Strom in beiden Richtungen messen kann – aus dem Netz gelieferten und ins Netz eingespeisten (bidirektionaler Zähler).

Gründe für schlechtere Leistung

Warum kommt es nun in der Praxis häufig zu Mindererträgen bei Photovoltaik-Anlagen von 20 Prozent und mehr? Das deutsche Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ist dieser Frage auf den Grund gegangen und hat die häufigsten Ursachen ermittelt. Zum einen liegt es daran, dass die Module fast nie ihre Nennleistung erreichen. Minderleistungen zwischen 8 und 15 Prozent sind sozusagen normal, aber in Extremfällen können Produktionsfehler den Ertrag um 50 Prozent und mehr verringern – daher sollte bei der Wahl der Module auf zertifizierte Qualität geachtet werden.

Sonne ausgiebig nutzen

Idealer Neigungswinkel: 25 bis 35 Grad

Zu einem großen Teil sind geringere Erträge aber auch in Fehlern bei der Installation begründet. Da ist zum einen die richtige Ausrichtung und Neigung der Module. Ideal wäre eine Ausrichtung nach Süden, wobei eine Südwest- oder Südostausrichtung auch noch kein großes Unglück darstellt (95 % des ­Maximums erzielbar – siehe Grafik). Noch besser wäre es, die Module nach zwei Richtungen auszulegen (z.B. Ost und West), weil damit die Sonne im Tagesverlauf länger genutzt werden kann. Auch die Neigung spielt eine gewichtige Rolle: Der ideale Neigungswinkel beträgt 25 bis 35 Grad.

Minderungsfaktoren durch Ausrichtung der Solarzelle (Bild: Arsenal Research, PV-Qualitätsbroschüre)  

Abschattung reduziert Stromertrag

Antennen, Gebäudevorsprünge, Kamine und Bäume können die Module abschatten. Auch wenn dies nur für ein paar Stunden am Tag der Fall ist, kann es den Ertrag erheblich reduzieren. Wenn eine Abschattung sich nicht vermeiden lässt, sollte auf die richtige Verschaltung der Module geachtet werden. Module sind seriell geschaltet; wenn eines ausfällt, fallen also auch alle anderen Module dieser Serie aus. Daher müssen beispielsweise bei Abschattung durch einen Baum die Module senkrecht geschaltet werden statt waagrecht – dann fällt nur eine Modulreihe durch den Schatten aus und nicht (im schlimmsten Fall) die ganze Anlage.

Hinterlüftung

Solarmodule sind temperaturempfindlich, bei Erwärmung sinkt ihr Wirkungsgrad. Sie sollten daher so auf dem Dach installiert ­werden, dass zwischen Modul und Dach­ziegeln Luft vorbeistreichen kann (Hinter­lüftung). Ins Dach integrierte Module sind deshalb nicht zu empfehlen. Eine schlecht hinterlüftete Anlage kann bei voller Sonneneinstrahlung um 10 Grad C wärmer sein als eine gut hinterlüftete, übers Jahr bedeutet das 3 Prozent Verlust; ohne Hinterlüftung sind sogar 10 Prozent Verlust möglich.

Wechselrichter installieren

Wechselrichter nicht zu klein dimensionieren

Auch die richtige Wahl und Installation des Wechselrichters ist entscheidend. Moderne Geräte kommen auf einen Wirkungsgrad von 95 Prozent, veraltete erreichen nicht einmal 90 Prozent. Wechselrichter sollten nicht zu klein dimensioniert sein (ein häufiger Fehler), dies würde zu einem Abriegeln der Leistung bei hoher Sonneneinstrahlung führen und damit zu einer Ertragsminderung. Auch Wechselrichter wollen es nicht zu warm ­haben. In Räumen, die sich stark aufheizen, verliert der Wechselrichter einige Prozent an Wirkungsgrad.

Datenlogger zur Kontrolle

Fällt der Wechselrichter aus, kann auch kein Strom ins Netz eingespeist werden. Leider merkt man das nicht – oft ist das Gerät schon Monate außer Betrieb, ehe der Besitzer Verdacht schöpft. Daher ist eine ständige Überwachung sinnvoll – mithilfe eines sogenannten Datenloggers, der die Leistung einer Solaranlage überwacht und protokolliert. Damit lässt sich auch feststellen, wie stark die tatsächliche Leistung von der Nennleistung oder der versprochenen Leistung abweicht.

Verschmutzung

Verschmutzte Modulflächen vermindern ebenfalls die Leistung, was vor allem bei Modulen mit geringer Neigung problematisch werden kann. Ein paar Prozent Verlust sind dann möglich. Auch deshalb sollten Module in einem Neigungswinkel von mindestens 25 Grad montiert werden.

Zusammenfassung

  • Förderungen. Vor Planung und Errichtung einer Solaranlage sollten Sie sich über die Fördermöglichkeiten informieren. In erster Linie kommen Förderaktionen der Länder infrage (Infos beim Amt der jeweiligen Landes­regierung, in Wien bei der MA 20). Daneben gibt es eine jährliche Aktion des Klimafonds sowie eigene Förderungen in vielen Gemeinden.
  • Nicht bei der Qualität sparen. Entscheiden Sie sich nicht für die billigsten Komponenten. Module sollten nach IEC/EN 61215 zertifiziert sein, Wechselrichter richtig dimensioniert, damit sie nicht vorzeitig abriegeln. Ein Datenlogger zur Überwachung ist sehr zu empfehlen.
  • Richtig montieren. Die häufigsten Mängel passieren bei der Installation. Wählen Sie nicht den erstbesten Installateur oder Elektriker. Es gibt eigene Solaranlagenerrichter; auf der Homepage des Bundesverbandes Photovoltaic Austria (www.pvaustria.at) finden Sie eine Liste der Verbandsmitglieder. Lassen Sie sich Referenzanlagen zeigen.
  • Mehrere Angebote einholen. Lassen Sie sich von mindestens drei Errichtern ein unverbindliches Angebot erstellen. Qualität und Umfang des schriftlichen Angebotes sagen viel aus (exakte Anzahl und Typenbezeichnung der Module, Plan für die Platzierung auf dem Dach, Beschreibung der Unterkonstruktion, Preisangaben für alle einzelnen Positionen, Dauer und Umfang der Garantie usw.)

Leserreaktionen

Ergänzungen

Ihr Artikel über Photovoltaikanlagen war erfrischend neutral und unemotional geschrieben. Dennoch möchte ich zwei Ergänzungen anbringen.

Der Netzbetreiber ist verpflichtet, vor dem Anschluss einer Anlage die entstehenden Netzrückwirkungen (Spannungsanhebung) auf Zulässigkeit zu beurteilen. Es kann aufgrund anderer bestehender Anlagen oder langer Netze dazu kommen, dass eine weitere Anlage nicht uneingeschränkt betrieben werden kann. Aus diesem Grund ist eine Abklärung mit dem Netzbetreiber vor der Errichtung unbedingt notwendig.

Außerdem ergibt sich die Differenz aus Einspeisetarifen und Bezugstarifen aus der Netzgebühr beim Bezug und nicht wie dargestellt aus Ungleichbehandlung von Bezug und Einlieferung von Seiten des Energielieferanten.

DI Björn Frittum
Wien
(aus KONSUMENT 9/2011)

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