Einstieg in die Photovoltaikthematik
In unserem Beitrag möchten wir das Thema Energiegewinnung mit Photovoltaikanlagen ausgewogen angehen. Zunächst geben wir einen thematischen Hintergrund als Einstieg, zeigen dann die Vor- und Nachteile.
Grundlagen der Photovoltaik
Die Technik hinter Photovoltaik ermöglicht es, Sonnenlicht in elektrische nutzbare Energie zu transformieren. Der zweiteilige Begriff setzte sich aus „phos“ – was für Licht steht – und „volt“ – die elektrische Einheit – zusammen.
Historie
Bereits Anfang der 1950er Jahre wurde eine funktionsfähige Solarzelle aus Silizium produziert. Damit war der Startschuss für die moderne Solartechnik erfolgt.
Photovoltaischer Effekt
Unter dem photovoltaischen Effekt versteht man die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie durch Solarzellen. Die Zellen bestehen häufig aus Halbleitermetallen, wie beispielsweise bei den ersten Typen, aus Silizium.
Leistungsfähigkeit
Wie leistungsfähig eine Photovoltaikanlage ist, hängt von Aspekten wie Sonnenlichtintensität und dem Wirkungsgrad der Solarzellen ab. Auch die Ausrichtung der Solarzellen nimmt Einfluss auf die Produktivität. Eine Anlage kann beispielsweise mit einem Kilowatt Peak (kWp) ca. 1.000 kWh Strom pro Jahr generieren.
Technologische Entwicklungen
Neueste Innovationen (unter anderem die Perowskit-Solarzelle) oder organische Solarzellen malen eine Zukunft der Technik mit gesteigerter Effizienz bei gleichzeitig niedrigen Herstellungskosten.
Zukunftsaussichten
Weiter gespäht in die Zukunft könnte die Photovoltaikbranche eine großen Teil der Energiewende decken. Schadhafte Energiequellen werden durch die nachhaltige Energieproduktion mit Photovoltaikanlagen abgelöst.
Vorteile für den Nutzer
Die Nutzung einer Photovoltaikanlage beim privaten Verbraucher ergibt sich langfristig durch eine potenzielle Kostenersparnis. Die kostengünstige Energieproduktion stelle eine saubere und vielversprechende Lösung dar in Form eines spezifischen solaren Ertrags dar.
Einflussfaktoren auf den spezifischen solaren Ertrag
Beim spezifischen solaren Ertrag für den Nutzer der Anlage sind es bestimmte Faktoren, die Einfluss nehmen:
- Geografische Lage
- Ausrichtung und Neigung der Solarpanels
- Qualität und Effizienz der Komponenten
- Wetterbedingungen
Regionale Unterschiede
Solaranlagen werden nicht in jeder Region den gleichen Ertrag bringen können. Regionale Unterschiede sind ein wesentlicher und signifikanter Faktor. Die Sonneneinstrahlung variiert, genauso wie das lokale Wetter. Beispielsweise erbringt eine Solaranlage in Flensburg 10 kWp weniger Ertrag als dieselbe in Konstanz.
Technologische Innovationen
Der Markt der Solaranlagen entwickelt sich laufend weiter. Innovationen lösen sich ab, die Effizienz steigt und neue Techniken setzen sich durch. Tandem-Solarzellen oder organische Zellen bringen eine höhere Leistung und sind kostengünstiger in der Produktion.
Nachteile
Bei all den guten Vorteilen für Umwelt und Verbraucher möchten wir die Nachteile etwas anreißen.
Hohe Anfangsinvestitionen
Es sind gerade die Anschaffungskosten, die viele Nutzer noch abschrecken könnten, in eine Solaranlage zu investieren. Die finanzielle Verpflichtung für Hausbesitzer und Unternehmen liegt auf der Hand.
Wetterabhängigkeit
Wie bereits angeschnitten hängt die Leistungsfähigkeit einer Solaranlage von den Wetterbedingungen ab. Photovoltaikanlagen in Regionen mit häufiger Bewölkung, Regen oder Schnee sinken erheblich in ihrer Energieausbeute.
Geringerer Ertrag im Winter
Die Winter sind gekennzeichnet durch einen niedrigen Sonnenstand. Das reduziert die Stromproduktion drastisch.
Degradation der Leistung
Je nach Qualität der Photovoltaikanlage kann die Effizienz der Solarzellen sinken. Damit ist ein Rückgang der Energieproduktion verbunden.
Nicht alle Dächer sind geeignet
Eine wesentliche Rolle spielt die Ausrichtung der Solarpanels. Nicht jedes Dach trifft die passende Ausrichtung und Neigung und macht die Installation einer Solaranlage ungeeignet.
Platzbedarf
Der Platzbedarf für eine Photovoltaikanlage kann in städtischen Wohngebieten problematisch werden.
Verschleißteile
Komponenten der Anlage müssen aufgrund von Verschleiß irgendwann ersetzt werden. Dazu gehört beispielsweise der Wechselrichter. Das bedeutet Kosten für den Nutzer.
Ästhetische Bedenken
Mancherorts werden Solarpanels auf dem Dach als störend oder unästhetisch empfunden. Einige sehen dadurch das Stadtbild negativ beeinflusst.
Speicherung
Die Grenze der Speicherkapazitäten von Photovoltaikanlagen könnte die Unabhängigkeit vom Stromanbieter einschränken. Längere Zeitperioden oder bei zu wenig Sonneneinstrahlung fällt der Verbraucher zurück in die Nutzung der Stromanbieterleistung.
Fazit
Photovoltaikanlagen sind eine saubere, effiziente und gewinnbringende Möglichkeit nachhaltig Strom zu generieren. Zu den vielen Vorteilen einer Solaranlage gesellen sich gewissen Nachteile, die bei der Anschaffung überdacht werden sollen.
(Bildquelle: Pixabay.com – CC0 Public Domain)