Von der Energie der Sonne erreichen etwa 0,5-1 Kilowatt/m² die Erdoberfläche. Dieser Wert wird stark beeinflusst von dem Grad der Bewölkung, der Höhenlage über Meeresspiegel, der Tageslänge und dem Sonnenstand (Jahreszeit, geographische Breite).
In Deutschland beträgt die Einstrahlung über alle Tages- und Jahreszeiten hinweg ca. 1000 kWh/m² pro Jahr. Die Einstrahlung im Sommer beträgt etwa das fünffache der Einstrahlung im Winter. Die durchschnittlichen Sonnenstunden pro Jahr (Stunden direkter Sonnenstrahlung mit mindestens 0,2 kW/m²) betragen in Deutschland etwa 1.300-1.900 h. Die unteren Werte sind zumeist in Mitteldeutschland (Nordrhein-Westfalen, Nordhessen, Südthüringen, Südsachsen) zu erwarten, hohe Werte in Norddeutschland und die höchsten Werte in Süddeutschland.
Die Gewinnung von Strom aus dem Sonnenlicht wird Photovoltaik genannt. Physikalisch gesehen werden hier Elektronen in bestimmten Materialien, sogenannten Halbleitern, durch das Eintreffen von Lichtteilchen zum Fließen angeregt (vereinfachte Formulierung). Diesen so entstehenden Strom kann man abnehmen und nach Transformation auf die benötigte Spannung und Frequenz z.B. als Haushaltsstrom einsetzen oder ins Stromnetz einspeisen.
Photovoltaikzellen (Solarzellen) können diese verfügbare Energie zur Zeit mit einem Wirkungsgrad von 15 - 23 % ausnutzen.
Die häufigste Anwendung finden photovoltaische Anlagen in Deutschland zur Zeit als dachgebundene Anlagen auf Privatwohnungen zur Erzeugung des Eigenbedarfs an elektrischer Energie. Zumeist sind diese Anlagen an das Verbundnetz angeschlossen, um über Einspeisung/Netzbezug die Produktionsschwankungen auszugleichen.
Die Wirtschaftlichkeit photovoltaischer Anlagen steigt mit den Vergleichskosten einer netzgebundenen Stromversorgung. Diese sind dann besonders hoch, wenn es sich um neue Anschlüsse oder Kleinstverbraucher handelt, die nicht unmittelbar über eine Netzzugangsmöglichkeit verfügen.
Bereits heute werden viele Parkschein-Automaten, Zigaretten-Automaten, Strecken-Telefone, Anzeige-Tafeln, Stau-Sensoren etc. preiswerter mit Solarstrom versorgt als dies mit netzgebundener Energie möglich wäre. Weitere sinnvolle Einsatzmöglichkeiten sind bei landwirtschaftlichen Anwendungen wie Weidetränken, Elektroumzäunungen, Fischteichbelüftungen, Bewässerungen, Beregnungen, Gewächshäusern etc. gegeben.
Seit langem bevorzugt wird der Einsatz von Photovoltaik in der Raumfahrt- und Satellitentechnik.
Berechnung der Ergiebigkeit
Ein Vier-Personen-Haushalt braucht 2000 bis 4000 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Jahr (4000 - 6000, wenn Warmwasserbereitung elektrisch).
Ein Quadratmeter Photovoltaikzellen kann bei einem Wirkungsgrad von 15 % und einer Sonnenleitung von 1500 kWh pro Jahr (lokal verschieden) 225 kWh erwirtschaften. Das sind, je nach Verbrauch in der Wohnung, 4 - 11 % des gesamten Stromverbrauchs.
Nach einer Faustregel sind je 1000 kWh Jahresverbrauch 10 bis 12 m² Solarzellen erforderlich. Für eine Gesamtversorgung unseres Musterhaushalts sind daher etwa 40 m² Dachfläche nötig. Üblich sind Installationen sogenannter 1 kW oder 2 kW-Anlagen, die 1000 bis 2000 kWh pro Jahr liefern.
Was kostet so eine Anlage?
Eine 1-kW-Photovoltaik-Anlage, die rund 900 kWh pro Jahr liefert, kostet zur Zeit etwa 16.000 DM, eine 2-kW Anlage rund 27.000 DM. Hinzu kommen die von Fall zu Fall sehr unterschiedlichen Montagekosten. Eine pauschale Preisangabe ist hier kaum möglich, die Montage kann bis zu 30 Prozent der Anlagekosten betragen. Insgesamt also ist mit Summen von rund 20.000 DM (1-kW-Anlage) bis 35.000 DM (2-kW-Anlage) zu rechnen. Den kompletten Strom für unser Muster-Haus zu installieren würde etwa 60.000 - 70.000 Mark kosten.
Für 60.000 DM kann man das Muster-Haus mit Strom aus dem Kraftwerk mit heutigen Preisen etwa 60 Jahre versorgen.
Diese enorme Preisschwelle steht dem Erfolg des Solarstroms zur Zeit noch entgegen. Um die Produktion zu verbilligen, wären höhere Absätze nötig.
Fazit:
- Solarstromerzeugung als alleinige Maßnahme zur Kostendämpfung des Energieverbrauchs im Haus ist aus der eigenen Tasche nicht bezahlbar.
- Prüfen Sie auf jeden Fall, ob Ihr Geld in andere Energiesparmaßnahmen nicht gewinnbringender investiert ist. Eine Photovoltaikanlage ist nicht die Basis, sondern das i-Tüpfelchen des energiesparenden Hauses. Zuvor müssen Stromverbrauch und Wärmedämmung stimmen!
- Das Ersetzen eines stromfressenden Kühlschranks durch einen modernen kann Ihnen so viel Strom „bringen“ wie die Installation einer Photovoltaikanlage für viele Tausend Mark!
- Mit flankierenden Maßnahmen: Strom sparen und Kostenreduzierung durch Teilnahme am 100.000-Dächer-Programm der Bundesregierung jedoch kann die Anschaffung einer Photovoltaikanlage schon heute eine sinnvolle und bezahlbare Ergänzung sein!
- Die Anschaffung einer Photovoltaikanlage ist auch als „Investition in die Zukunft“ zu verstehen!
Viele Informationen zum Thema Photovoltaik finden Sie unter www.solarserver.de
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