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Photovoltaik – Strom aus Sonnenenergie

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Mit einer Photovoltaikanlage lässt sich Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Dem zugrunde liegt der sogenannte Photoeffekt, der bereits im 19. Jahrhundert entdeckt, aber erst im Laufe des 20. Jahrhunderts physikalisch erklärt und dementsprechend genutzt werden konnte. Erstes Einsatzgebiet war die Raumfahrt. Heute findet sich diese Technik auf vielen Hausdächern und versorgt die Bewohner mit Strom aus kostenloser Sonnenenergie. Photovoltaik eignet sich jedoch auch, um die Energiekosten gewerblicher und kommunaler Nutzer zu reduzieren und gleichzeitig einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. 

Wie funktioniert Photovoltaik?

Die Funktionsweise der Photovoltaik beruht auf den Solarzellen. Diese wandeln Strahlungsenergie in elektrische Energie um. Sie lassen sich zu Modulen verbinden und auf Dächern, an Fassaden sowie auf freien Flächen installieren. Prinzipiell lässt sich die Stromerzeugung in zwei Schritte unterteilen:

  1. Energiegewinnung: Fällt Licht auf die Photovoltaik-Module (PV-Module), werden in den Solarzellen Elektronen freigesetzt. An den elektrischen Kontakten sammeln sich die positiven bzw. negativen Ladungsträger, wodurch zwischen Vorder- und Rückseite der Zelle eine Gleichspannung entsteht. Dieser photoelektrische Effekt kommt ohne mechanische oder chemische Reaktionen aus und ist somit verschleiss- und wartungsfrei.
  2. Stromumwandlung: Der vom Solargenerator erzeugte Gleichstrom wird anschliessend vom Wechselrichter (häufig auch als Solarwechselrichter oder Netzeinspeisegerät [NEG] bezeichnet) in netzkonformen Wechselstrom (230 bzw. 400 Volt Wechselspannung bei 50 Hz) umgewandelt. Geprüfte Sicherheitsstandards und ausgereifte Prozessortechnik sowie Leistungselektronik der neuesten Generation sorgen für eine effektive Umwandlung des Solarstroms. Der erzeugte Wechselstrom kann dann im eigenen Haus genutzt oder in das öffentliche Netz eingespeist werden.

Wie effizient die Funktionsweise der Photovoltaik ist, hängt vom Herstellungsverfahren der Solarzellen ab. Unterscheiden lassen sich bei den Viessmann Vitovolt 300 monokristalline und polykristalline Zellen. Die folgende Tabelle zeigt, was diese voneinander unterscheidet.

 

Art der Solarzelle Beschreibung Wirkungsgrad

Monokristalline Zellen

Leistungsfähige Zellen aus reinen Einkristallen

14 bis über 19 Prozent

Polykristalline Zellen

Herstellung aus gegossenen Siliziumblöcken mit Kristallen unterschiedlicher Orientierung

12 bis über 17 Prozent

Bei den monokristallinen Photovoltaik-Modulen Vitovolt 300 befinden sich besonders dunkle monokristalline Solarzellen unter einer eisenarmen und hochtransparenten Spezialglasplatte. Zusammen mit einem schwarz-eloxierten Rahmen und einer schwarzen Tedlarfolie unter den Zellen entstehen dabei Module, die mit hoher Stabilität und modernem Design höchste Leistungswerte versprechen. Dafür geben wir eine erweiterte Produktgarantie für 10 Jahre und eine Leistungsgarantie von bis zu 25 Jahren auf mindestens 80 Prozent der Nennleistung. Sowohl die monokristallinen als auch die polykristalline Viessmann Solarzellen eignen sich für den Einsatz in Wohnhäusern, im kommunalen sowie gewerblichen Bereich. 

Profitieren Sie von den Vorteilen der Viessmann Photovoltaikanlagen

Eine Photovoltaikanlage trägt bei laufend steigenden Energiekosten dazu bei, Geld zu sparen und zusätzlich die Abhängigkeit von Energieversorgern zu verringern. Der selbst produzierte Strom kann für den Eigenbedarf genutzt oder aber in das öffentliche Netz eingespeist werden. In jedem Fall ist damit eine Wertsteigerung der Immobilie verbunden.

Mit der Installation von PV-Modulen signalisiert der Betreiber sein verantwortungsvolles Handeln für die Umwelt und leistet einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz durch die Vermeidung von CO₂-Emissionen. Bereits 8,5 Quadratmeter Photovoltaikfläche reichen aus, um den durchschnittlichen Stromverbrauch eines Bundesbürgers zu decken.

Der hohe Qualitätsanspruch an die Photovoltaik-Module sichert Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit. Umfassende Dienstleistungen von der Planung und Auslegung über die Lieferung bis zum Service durch kompetente Viessmann Partner runden das Photovoltaik-Angebot ab.

Die Viessmann Photovoltaik-Technik bietet Ihnen perfekt aufeinander abgestimmte Komponenten bestehend aus PV-Modulen, Wechselrichtern und Montagesystemen sowie Wärmepumpen zur Erhöhung der Eigenstromnutzung.

Einspeisevergütung und Eigenstromnutzung

Besitzern von Photovoltaikanlagen bieten sich derzeit zwei Möglichkeiten den erzeugten Strom zu verwerten: Der Strom kann entweder teilweise beziehungsweise vollständig selbst genutzt werden und/oder ins Netz eingespeist werden. Vor allem die Option Eigenverbrauch ist interessant. 

Effizienter Eigenverbrauch sicherstellen

Da mit Photovoltaik erzeugter Solarstrom kostengünstiger ist als Strombezug aus dem Netz, bietet der Eigenverbrauch finanzielle Vorteile. Ein optimales Anlagenkonzept in Verbindung mit perfekt abgestimmten Komponenten stellt einen hohen Eigenverbrauch sicher.

[1] Photovoltaikanlage [2] Photovoltaik-Wechselrichter [3] Photovoltaik-Zähler [4] Verbraucher [5] Messzähler Wärmepumpe [6] Wärmepumpe [7] Bezugs- und Einspeisezähler [8] Öffentliches Stromnetz

Komplettlösung: Photovoltaikanlage mit Wärmepumpe kombinieren

Die effizienteste Art der elektrischen Wärmeerzeugung ist die Wärmepumpe. Dabei werden aus einer Kilowattstunde Strom unter Nutzung kostenloser Umweltwärme bis zu vier Kilowattstunden Wärme gewonnen. Wird mithilfe einer Wärmepumpe der Energiebedarf für das Erwärmen von Räumen und Trinkwasser abgedeckt, ermöglicht der kostengünstige Solarstrom eine preiswerte Wärmeversorgung. Wer Photovoltaik mit einer Wärmepumpe kombinieren möchte, sollte sich gezielt für eine Umweltheizung entscheiden, die den Eigenverbrauch optimiert und ihren Betrieb an die Erzeugung der Photovoltaikanlage anpassen kann. Viessmann hat für diese Anwendung ein entsprechend abgestimmtes System von Photovoltaikanlage und Wärmepumpe entwickelt.

In der Jahresbilanz ergibt sich mit diesem System für ein KfW40-Haus ein hoher Autarkiegrad. Im gezeigten Beispiel fallen lediglich 86,- Euro Energiekosten für Strom und Wärme an – in einem Jahr!

[1] Photovoltaik-Module
[2] Sonnenkollektoren
[3] Split Luft/Wasser-Wärmepumpe
[4] Ausseneinheit der Wärmepumpe
[5] Wohnungslüftungsgerät
[6] Stromspeicher-System

Video – ViTalk: IoT für Energie

In der Aufzeichnung des ViTalks geht es um die elektrische Wärmeerzeugung, und damit um Stromerzeugung, -speicherung und -vernetzung.

Die richtige Planung ist wichtig für einen wirtschaftlichen Betrieb

Damit die Technik wirtschaftlich und zuverlässig arbeitet, sind einige Punkte zu beachten. So kommt es neben einer hohen Produkt- und Ausführungsqualität auch auf die richtige Planung an. Wer eine Photovoltaikanlage kaufen möchte, sollte daher zunächst zusammen mit einem Fachbetrieb prüfen, ob die Voraussetzungen gegeben sind. 

Die Matrix zeigt exemplarisch das geeignete Paket für die verfügbare Dachfläche. Im Schnittpunkt von Dachhöhe und Dachbreite ergibt sich das geeignete Paket. (sichtbar)

Ausrichtung, Neigung und Verschattung der Dachflächen

Süddächer ohne Verschattung sind optimal für Photovoltaik. Mit einer Neigung von 30 bis 40 Grad treffen die Sonnenstrahlen dabei ideal auf die Vitovolt Solarmodule auf, sodass die Zellen viel Strom gewinnen. Ist die Neigung günstig, die Ausrichtung aber nach Osten oder Westen verschoben, fällt der Ertrag im Durchschnitt um zehn bis 20 Prozent geringer aus. Wer die Einbussen ausgleichen möchte, muss eine grössere Photovoltaikanlage kaufen. Welche Leistung auf dem eigenen Dach möglich ist, zeigt die Viessmann-Flächenmatrix. Dabei geben Interessenten Breite und Höhe der Dachfläche an und erhalten schnell eine Aussage darüber, wie viele Module sich installieren lassen.

Tragfähigkeit des Daches prüfen

Mit den Solarmodulen kommt viel Gewicht auf das Dach. Ein Statiker stellt schnell fest, ob dieses die Technik auch tragen kann. 

 

Kleines FAQ rund um Photovoltaik

Welche Dachform ist für den Betrieb einer PV-Anlage geeignet und ist eine regelmässige Reinigung notwendig? Diese und weitere Fragen beantworten wir im Folgenden.

Viessmann Photovoltaik-Module lassen sich sowohl auf Schrägdächern (zwischen 10 und 60 Grad Dachneigung) als auch auf Flachdächern sicher und schnell montieren. Wichtig ist nur, dass das betreffende Dach das Gewicht der Module auch bei widrigen Bedingungen sicher trägt.

In der Praxis lässt sich der gesamte Energiebedarf eines Hauses etwa zu ca. 30 Prozent durch Photovoltaik decken. Sinnvoll ist zudem der Einsatz eines Elektroautos oder eines E-Bikes.

Moderne Solarmodule sind aufgrund ihrer Neigung und der sehr glatten Oberfläche nahezu selbstreinigend. Hinzu kommen Wind und Regen, die den Staub weitgehend entfernen. Bei Schnee oder gröberen Verschmutzungen durch beispielsweise heruntergefallene Äste ist eine Reinigung dennoch sinnvoll. Für diese Arbeiten beauftragen Sie am besten einen Fachbetrieb, da die Arbeitshöhe ein gewisses Risiko darstellt. Ausserdem besteht die Gefahr eines Garantieverlusts durch falsche Reinigung.

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