Photovoltaik - Netzparallel- und Inselbetrieb

Photovoltaikzellen verwandeln direktes und diffuses Sonnenlicht in elektrische Energie bzw. in "Solarstrom". Eine Solarzelle unterscheidet sich damit in Funktionsweise und äußerem Erscheinungsbild von einem thermischen Generator - einem Kollektor-, der die Strahlung der Sonne in Wärmeenergie (für Heizung und Warmwasser) verwandelt.

Zur Solarstromerzeugung kommen entweder netzgekoppelte Anlagen, die auf einen moderaten Ganzjahresbetrieb ausgelegt sind oder Insellösungen, deren Dimensionierung auf Annahme der Spitzenlast basiert, zum Einsatz.

Inselbetrieb
Ist kein Netzanschluss vorhanden, sind zum netzunabhängigen Betrieb Speicherkomponenten erforderlich. Dies ist wirtschaftlich sinnvoll, wenn die Installation eines Netzanschlusses teurer würde als die PV-Installation, z.B. bei Parkschein- oder Zigaretten-Automaten, Anzeige-Tafeln, Stau-Sensoren oder landwirtschaftlichen Anwendungen wie Weidetränken, Elektrozäunen, Bewässerungen, Gewächshäusern etc. Der Betrieb größerer Anlagen wie Gebäude mit elektrischer Energie in Größenordnungen von 5.000 kWh/a ist im Vergleich zum Betrieb über einen Energieversorger sehr teuer und deshalb nur in Sonderfällen sinnvoll wie z.B. bei Almhütten.

Netzparallelbetrieb
Im Netzparallelbetrieb gelangt der aus Photovoltaikanlagen erzeugte Strom direkt - also ohne Zwischenspeicherung über Batterien - in die Wechselspannungsinstallation des zugehörigen Hauses. Kernstück der Anlage ist der Photovoltaik-Generator, bzw. die Solarzellenmodule, in denen auftreffendes Sonnenlicht in elektrischen Gleichstrom umgewandelt wird. Über einen Wechselrichter wird aus der Gleichspannung eine 230-V-Wechselspannung und in die Hausinstallation eingespeist. Der Solarstrom wird im Haushalt selbst verbraucht oder bei Überschuss in das Netz des Elektrizitätsversorgungsunternehmens eingespeist.

Bei der Auslegung der Photovoltaikanlage sind im Wesentlichen die folgenden Aspekte zu berücksichtigen:

  • Himmelsorientierung: die größtmögliche jährliche Sonneneinstrahlung ergibt sich nur bei Südorientierung, 28° Neigung und Schattenfreiheit.
  • Spitzenleistung: Je kWp muss grob mit einer Photovoltaik-Generatorfläche von 10 m² gerechnet werden.
  • Einbindung in die vorhandene Elektro-Installation: Ein zweites Zählerfeld (oder ein neuer Spezialzähler), zusätzliche Leitungen, die Anbringung eines Wechselrichters und die Montage des Photovoltaik-Generators auf dem Dach müssen möglich sein.
Bildnachweis: PVACCEPT, Berlin