Planung von PV-Anlagen

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Ob sich ein Standort für die Errichtung einer Photovoltaik-Anlage eignet, ist zu prüfen bevor man mit der Planung beginnt. Dabei muss sichergestellt werden, dass die vorgesehenen Aufstellungsflächen nach Süden orientiert und frei von Verschattungen sind, dass der Anlageninstallation baurechtlich nichts im Wege steht (wie z. B. Vorgaben des Denkmalschutzes) und dass der erzeugte Strom einen Abnehmer findet - sei es durch Einspeisung in das Stromversorgungsnetz und/oder durch den eigenen Verbrauch. Sind diese Punkte geklärt, kann die Anlagenplanung erfolgen, die sowohl den technischen als auch den kaufmännischen Anlagenbetrieb umfassen muss.

Planungsgrundlagen
Basis aller Überlegungen ist die Größe der PV-Anlage. Die Dimensionierung richtet sich nach der zur Verfügung stehenden Aufstellungsfläche, der Strommenge, die solar erzeugt werden soll, und/oder den finanziellen Möglichkeiten des Bauherren. Im Gegensatz zur Solarthermie, wo die Solaranlage genau für den eigenen Energiebedarf ausgelegt wird, gilt bei der netzgekoppelten Photovoltaik grundsätzlich folgendes: Je größer eine PV-Anlage ist, desto rentabler ist sie, da der produzierte Strom nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet wird und sich bei großen Anlagen die einmaligen Errichtungskosten anteilig weniger stark niederschlagen.

Strombedarf als Richtwert zur Dimensionierung
Oft wird der Jahresstrombedarf als Richtwert angesetzt und die Anlage so dimensioniert, dass sie übers Jahr gesehen rechnerisch den Energiebedarf deckt. Der angenommene Wert gilt entweder für das ganze Gebäude oder nur für den Warmwasserbereitungs- und Heizungsbetrieb, wenn beispielsweise in Verbindung mit einer Wärmepumpe eine Null-Emissionen-Heizung erreicht werden soll. Richtwerte zur Dimensionierung in unseren Breiten sind (bei Südausrichtung und 25-30° Neigung zur Horizontalen):

  • 1 kW installierter Photovoltaikleistung erzeugt im Jahr etwa 900 kWh Strom
  • 1 kW installierter Photovoltaikleistung bedeuten etwa 8 m² Modulfläche
  • 1 m² Modulfläche erbringt eine Leistung von rund 120 Watt
  • Ein durchschnittlicher Haushalt benötigt rund 3.600 kWh Strom, d.h. mit einer 4 kW PV-Anlage lässt sich rechnerisch der Jahresbedarf an Strom decken
Für die Auslegung einer PV-Anlage auf den tatsächlichen Strombedarf wäre ein exaktes Lastprofil der Verbrauchsstelle nötig. Über diese Daten verfügt man jedoch selten im Vorfeld, da sie stark vom Nutzerverhalten abhängen.
 
Bei sogenannten Inselanlagen, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, ist im Rahmen der Planung der tägliche Energiebedarf mit dem Energieangebot und der Speicherkapazität in Übereinstimmung zu bringen. Die Bedarfsermittlung erfolgt über die Leistungsaufnahme der vorgesehenen Energieverbraucher und ihrer Betriebsstunden. Der Ertrag der Anlage ergibt sich aus der Globalstrahlung und der Nennleistung der PV-Module, abzüglich aller Verluste, die sich aus dem Abweichen von den optimalen Bedingungen ergeben (Ausrichtung, Temperatur, Leitungsverluste etc.). Die autarke Solarstromanlage wird so dimensioniert, dass der Tagesertrag den Tagesbedarf deckt, Speicherkapazitäten sind so ausgelegt, dass sich einige Zeit ohne Ertrag überbrücken lässt.
 
Kostenschätzung und technische Planung
Ist die Größe der Anlage definiert, können erste konkrete Kostenabschätzungen und Finanzierungsüberlegungen (Eigen-/Fremdkapital, Zuschüsse) angestellt werden. In der technischen Anlagenplanung werden Modulanordnung und -verschaltung, Montagesystem, Auslegung der Wechselrichter, Verkabelung etc. festgelegt, Genehmigungen beantragt und die vertraglichen Regelungen mit dem Netzbetreiber getroffen, damit die netzgekoppelte Anlage die Vergütung gemäß EEG erhält. Die Planungsunterlagen, die von einem Projektplaner erarbeitet werden, bilden die Grundlage für die Ausschreibung der Photovoltaik-Anlage.
 
Quelle: Solarenergieförderverein Bayern,München

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