Nachhaltigkeit durch Photovoltaik im Eigenheim
Selbst sauberen Strom produzieren? Solarenergie macht es möglich. Photovoltaikanlagen generieren Strom aus Sonnenenergie.
Wer nachhaltig bauen möchte, kommt um die Frage nicht herum, welche Art von Energiequelle er nützen will. Hier lohnt es sich auch langfristig gesehen, auf erneuerbare Energiequellen zu setzen. Ein grüner Vorreiter ist die Solartechnik. Solarenergie ist zu 100 Prozent erneuerbar, sauber und günstig.
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Der durchschnittliche Stromverbrauch eines Vier-Personen-Haushaltes liegt bei etwa 5.000 Kilowattstunden pro Jahr und kann mit einer 45 Quadratmeter großen Photovoltaikanlage produziert werden. Davon können bis zu 30 Prozent ohne Zwischenspeicherung genutzt werden. Kombinierte Photovoltaik-Speichersysteme können den Eigenverbrauchsanteil mehr als verdoppeln. Vor der Entscheidung für eine Photovoltaikanlage sollten die grundsätzlichen Fragen zum Strombedarf, der verfügbaren Fläche, der optimalen Anlagengröße und dem Standort für den Wechselrichter geklärtwerden. Der Eigenverbrauch kann etwa mit dem Sonnenklar-Rechner von „Photovoltaic Austria“ in wenigen Schritten ermittelt werden.
Aufdach-Systeme
Es wird zwischen Auf- und Indach-Montagesystemen unterschieden. Aufdach-Systeme sind für geneigte Hausdächer geeignet, wobei eine zu flache Neigung ausgeglichen werden kann. In Frage kommen hierfür Ziegel-, Blech-, Schiefer- und Wellplattendächer. Auf ihnen werden Photovoltaikanlagen mittels eines Gestells montiert, das sich auch für eine Befestigung auf bereits bestehenden Dächern eignet. Voraussetzung ist, dass die Befestigungsmaterialien witterungsbeständig sind. Aufdach-Systeme haben den Vorteil, die Solarmodule ausreichend zu hinterlüften. Zudem ist ihre Installation einfacher und günstiger als die von Indach-Systemen.
Indach-Systeme
Bei Indach-Systemen wird die Photovoltaikanlage in die Dachhaut integriert. Die Dichtigkeit des Daches sowie der Schutz vor der Witterung müssen daher von ihr übernommen werden. Dadurch weist die Photovoltaikanlage allerdings auch eine höhere Stabilität gegenüber Schnee- und Windlasten auf. Indach-Systeme sind optisch gefälliger als Aufdach-Systeme, da sie eine geschlossene Oberfläche mit der übrigen Dacheindeckung bilden. Der Montageaufwand wird bei Neubauten und Dachsanierungen dadurch ausgeglichen, dass die Dacheindeckung entfällt. Allerdings erlauben nur ausreichend große und schräge Ziegeldächer eine Indach-Montage. Für Blech- und Bitumendächer ist sie nicht geeignet. Um einen ausreichenden Regenwasserabfluss zu ermöglichen, muss der Neigungswinkel des Daches bei Indach-Systemen größer sein als der von Aufdach-Systemen. Da die Kühlung der Module nicht so effizient ist wie die von Aufdach-Systemen, verringern sich Leistung und Ertrag entsprechend. So reduziert eine um 1 Grad Celsius höhere Temperatur die Modulleistung um etwa 0,5 Prozent.
Kosten einer Photovoltaikanlage
Die Anschaffungskosten einer Photovoltaikanlage setzen sich aus Material- und Montagekosten sowie den Kosten für den Netzanschluss zusammen. In den letzten zehn Jahren haben sich die Kosten für Photovoltaikanlagen in etwa halbiert. Auf die Preisgestaltung nehmen viele Variablen Einfluss, sodass sich keine allgemein gültigen Aussagen treffen lassen. Vor allem der Zustand der Hauselektrik und der des Daches fallen hierbei ins Gewicht. Durch die lange Lebensdauer von Photovoltaikanlagen von bis zu 30 Jahren amortisieren sich die Anschaffungskosten jedoch. Förderungen für den Umstieg auf erneuerbare Energien gibt es sowohl auf Bundes- wie auch auf Landesebene. Die Förderpauschalen variieren jährlich. Die Höhe der Einspeisetarife ins Stromnetz wird im Ökostromgesetz geregelt und ebenfalls jährlich angepasst.
Lithium-Ionen-Speicher
Lithium-Ionen-Speicher sind innovativer, effizienter und deshalb auch teurer in der Anschaffung als Bleispeicher. Sie können sehr oft ge- und entladen werden und weisen dabei eine höhere Tiefenentladung sowie einen höheren Wirkungsgrad auf. Sie erreichen etwa 5.000 bis 7.000 Vollzyklen. Aufgrund ihrer höheren Energiedichte sind sie bei gleicher Speicherleistung im Verhältnis leichter und kleiner. Allerdings kann es bei Überladung des Speichers zu einer Überhitzung kommen.
Bleispeicher
Blei-Säure-Akkus beziehungsweise Blei-Gel-Akkus sind günstiger als Lithium-Ionen-Speicher, weisen aber auch nur etwa 1.500 bis 3.000 Ladezyklen auf. Ihre Energiedichte ist niedriger und ihre geringere Tiefenentladung wirkt sich negativ auf ihre Speicherkapazität aus. Für dieselbe Speicherkapazität müssen Bleispeicher etwa doppelt so groß sein Lithium-Ionen-Speicher.
Natrium-Batterie
Natrium-Batterien sind neu am Markt, basieren auf Salzwasser und lassen sich einfach recyclen. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 80 bis 90 Prozent. Ihr Platzbedarf ist durch ihre geringere Energiedichte im Vergleich jedoch deutlich höher.
Optimale Speichergröße
Bei der Dimensionierung des Stromspeichers sollte darauf geachtet werden, dass er seine Nutzkapazität effizient auslastet. Stehen der jährliche Strombedarf, die Stromerzeugung der Photovoltaikanlage und die Speicherkapazität im Verhältnis von 1:1:1, können rund 60 Prozent des erzeugten Stroms direkt verbraucht werden. Der von der Photovoltaikanlage produzierte Gleichstrom kann ohne Umwandlung in der Batterie gespeichert werden. Die Anschaffungskosten eines Stromspeichers für ein Einfamilienhaus sind abhängig von der nutzbaren Speicherkapazität, der maximalen Entladeleistung und der Anzahl der Vollzyklen und variieren dementsprechend.