PV-Anlagen lassen sich auf nahezu allen Dacheindeckungen installieren. 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.
Photovoltaik – Strom aus Sonnenenergie
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Themen im Überblick
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. Wir zeigen Ihnen Vorteile von Photovoltaik auf, erklären die Funktionsweise und klären häufig gestellte Fragen.
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:
- 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.
- 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.
Aufbau einer Silizium-Solarzelle
Übrigens: Es gibt einen Unterschied zwischen Solar- und Photovoltaikanlage. Eine Solaranlage ist der Oberbegriff für Systeme, die Sonnenenergie nutzen, darunter Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen), die Sonnenlicht in Strom umwandeln, und solarthermische Anlagen, die Sonnenenergie zur Erzeugung von Wärme verwenden.
Die verschiedenen Modul-Arten
Wie effizient die Funktionsweise der Photovoltaik ist, hängt vom Herstellungsverfahren der Solarzellen ab. Bei den Viessmann Photovoltaik-Modulen lässt sich unterscheiden zwischen monokristalline und polykristalline Zellen:
- Monokristalline Zellen: Leistungsfähige Zellen aus reinen Einkristallen (Wirkungsgrad: 14 bis über 19 Prozent)
- Polykristalline Zellen: Herstellung aus gegossenen Siliziumblöcken mit Kristallen unterschiedlicher Orientierung (Wirkungsgrad: 12 bis über 17 Prozent)
Sowohl die monokristallinen als auch die polykristalline Viessmann Solarzellen eignen sich für den Einsatz in Wohnhäusern, im kommunalen sowie gewerblichen Bereich. Bei der Wahl der für Sie am besten geeigneten Option unterstützt Sie ein Viessmann Fachpartner.
Die Vorteile der Photovoltaikanlage
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. Durch die gesetzlich geregelte Vergütung oder die Einsparung durch Eigenverbrauch rechnet sich die Investition bereits nach wenigen Jahren. In jedem Fall ist damit eine Wertsteigerung der Immobilie verbunden.
Mit der Installation von PV-Modulen setzt der Betreiber konkrete Schritte zur Reduzierung von CO₂-Emissionen um und trägt damit aktiv zum Klimaschutz bei. Bereits 8,5 Quadratmeter Photovoltaikfläche reichen aus, um den durchschnittlichen Stromverbrauch eines Bundesbürgers zu decken.
Unabhängigkeit
Verringerung der Abhängigkeit von Energieversorgern und Schwankungen der Energiepreise.
Einspeisevergütung
Möglichkeit, überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen und Vergütungen zu erhalten.
Wertsteigerung der Immobilie
Erhöhung des Immobilienwerts durch Installation einer PV-Anlage.
Erneuerbare Energiequelle
Nutzung der Sonnenenergie, die unbegrenzt und erneuerbar ist.
Wartungsarm
Geringer Wartungsaufwand und lange Lebensdauer der Module.
Energieautarkie
Möglichkeit der Kombination mit Speichersystemen zur Steigerung der Eigenversorgung.
Qualitätsgarantie der Viessmann Photovoltaik-Technik
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 Stromspeichersystemen und 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 vollständig ins Netz eingespeist oder teilweise beziehungsweise vollständig selbst genutzt werden. In den vergangenen Jahren war das vollständige Einspeisen des Solarstroms in der Regel finanziell attraktiver. Sinkende Vergütungssätze für die Einspeisung einerseits und steigende Kosten für den Strombezug andererseits machen die Option Eigenverbrauch jedoch zunehmend interessanter. Die Stromkosten pro Kilowattstunde sind in der Regel merklich höher als der Vergütungssatz für die eingespeiste Kilowattstunde Solarstrom. Darum wird der erzeugte Photovoltaik-Strom vermehrt selbst verbraucht beziehungsweise in Batterien zwischengespeichert und nur überschüssiger Strom ins Netz eingespeist.
[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, die aus einer Kilowattstunde Strom bis zu vier Kilowattstunden Wärme erzeugt – unter Nutzung kostenloser Umweltwärme. Mit Solarstrom kann die Wärmepumpe kostengünstig Räume und Trinkwasser erwärmen. Eine Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe optimiert den Eigenverbrauch, indem die Wärmepumpe den Betrieb an die Stromerzeugung anpasst. Viessmann hat für diese Anwendung ein entsprechend abgestimmtes System von Photovoltaikanlage und Wärmepumpe entwickelt.
Dr. Frank Voßloh erklärt für Klassikradio unter anderem, wie Fachhandwerker und unabhängige Berater bei Interesse an einer Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik unterstützen:
Photovoltaikanlage mit Stromspeicher
Tagsüber kann eine ausreichend große Photovoltaikanlage den Strombedarf eines Einfamilienhauses decken. Der fluktuierenden Stromerzeugung stehen allerdings unterschiedliche Verbrauchsspitzen gegenüber. So etwa für den Betrieb von Geschirrspüler, Waschmaschine oder Trockner aber auch der Wärmepumpe, die während der Heizperiode mehr Strom für die Umwälzpumpe benötigt.
Ein Stromspeicher-System wie der Vitocharge VX3 von Viessmann gleicht diese Spitzen aus, indem es den benötigten Strom aus seinen Batterien liefert und den Eigenverbrauch sowie die Anlageneffizienz steigert. Überschüssiger Strom wird ins Netz eingespeist und vergütet, wenn kein Haushaltsstrombedarf besteht und der Speicher voll ist.
[1] Photovoltaik-Module [2] Sonnenkollektoren [3] Split Luft/Wasser-Wärmepumpe [4] Außeneinheit der Wärmepumpe [5] Wohnungslüftungsgerät [6] Stromspeicher-System
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 unserer Partner prüfen, ob die Voraussetzungen gegeben sind.
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 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.
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 300 PV-Module 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 Photovoltaikmodulen kommt viel Gewicht auf das Dach. Ein Statiker stellt schnell fest, ob dieses die Technik auch tragen kann.
Richtwerte für die Auslegung in Wohnhäusern
Die Auswahl der passenden Photovoltaikanlage erfolgt bei den Vitovolt 300 Paketen von Viessmann besonders einfach anhand weniger Fragen. Welche Anlage Hausbesitzer kaufen müssen, hängt dabei von der Anzahl der im Haushalt lebenden Personen und dem gewünschten Einsatz der Technik ab. So sind mehr Solarmodule erforderlich, wenn die Photovoltaik auch eine Wärmepumpe mit Strom versorgen soll. Bei der Kombination mit einer Brennstoffzelle sind hingegen weniger Module notwendig. Denn diese produziert neben Wärme auch Strom für den Eigenbedarf. Die folgende Tabelle zeigt überschlägige Richtwerte.
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.
In der Praxis lässt sich der gesamte Energiebedarf eines Hauses etwa zu 30 Prozent durch Photovoltaik decken. Einen höheren Eigenverbrauch erreichen Sie mithilfe eines Stromspeichers wie dem Vitocharge. Realistisch ist ein Anteil von 70 bis 80 Prozent. Zudem bietet sich der Einsatz eines Elektroautos oder eines E-Bikes an. Der Eigenverbrauch lässt sich außerdem steigern, wenn Sie mit einer Klimaanlage heizen oder kühlen.
Wenn Sie eine Photovoltaik in Betrieb nehmen und die Einspeisevergütung erhalten möchten, müssen Sie einige Dinge beachten.
1. Sie müssen folgendes mit dem zuständigem Stromnetzbetreiber technisch abklären
- Anfragen über die mögliche PV-Leistung,
- Einholen des Zählpunkts
- und Netzzugangsvertrag abschließen.
2. Eventuell eine Mitteilung an die Gemeinde über das Vorhaben
3. Wenn die PV-Anlage errichtet ist, müssen Sie den Netzbetreiber kontaktieren für die Netzparallelschaltung und die Installation eines eigenen Stromzählers.
4. Eine Meldung an das Finanzamt ist innerhalb von vier Wochen ab Inbetriebnahme erforderlich bei Anlagen mit mehr als 25.000 kWh Eigenstromverbrauch.
5. Sie können einen Energieversorgers auwählen, der Ihren überschüssigen PV-Strom abnimmt .
Wenn Sie eine Photovoltaikanlage in Betrieb nehmen und den erzeugten Strom teilweise in das örtliche Stromnetz einspeisen, könnte eine Steuerpflicht auf Sie zukommen. Welche Steuern zu entrichten sind, hängt unter anderem von der Größe Ihrer Anlage ab. Grundsätzlich können folgende Steuerarten auf eine PV-Anlage erhoben werden:
- Einkommensteuer
- Umsatzsteuer (Mehrwertsteuer)
Ob eine Steuerpflicht vorliegt, klären Sie am besten mit dem Finanzamt.
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 solche Reinigungs- oder Wartungsarbeiten an Ihrer Photovoltaik beauftragen Sie am besten einen Fachbetrieb, da die Arbeitshöhe ein gewisses Risiko darstellt. Außerdem besteht die Gefahr eines Garantieverlusts durch falsche Reinigung.
Photovoltaik-Tankstelle am Werk Allendorf
Viessmann Kunden, Lieferanten und Gäste haben vor dem Infocenter des Werkes Allendorf seit neuestem Gelegenheit, den Akku ihres Elektrofahrzeugs für den weiteren Reiseweg aufzuladen; sechs „Zapfsäulen“ stehen dafür zur Verfügung. Der Strom stammt zu 100 Prozent von den Viessmann Photovoltaik-Modulen auf dem Dach der Tankstelle.
Auch ein in leuchtendem Vitorange lackierter BMW i3 wird dort aufgeladen. Er ergänzt den Allendorfer Fuhrpark und wird für Fahrten im Umkreis des Werkes eingesetzt.
Video – ViTalk: IoT für Energie
In der Aufzeichnung des ViTalks geht es um die elektrische Wärmeerzeugung, und damit um Stromerzeugung, -speicherung und -vernetzung.
