Grüner Strom vom Dach

2008 boomte das Geschäft mit Photovoltaikanlagen. Global konnte ein Rekordwachstum von 117 Prozent verzeichnet werden. In Österreich spielte der PV-Ausbau allerdings nur eine marginale Rolle.

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Photovoltaikanlagen erfreuen sich seit einigen Jahren einer wachsenden Anhängerschaft. Das liegt zum einen am steigenden Umweltbewusstsein der Verbraucher und an der Tatsache, dass die Sonne als Energiequelle mindestens noch fünf Milliarden Jahre zur Verfügung stehen wird. Auf der anderen Seite motivieren entsprechende Förderungen, freie Flächen mit Solarmodulen zu bestücken. Strom, den Besitzer einer Photovoltaikanlage in das öffentliche Netz einspeisen, wird durch die Versorgungsnetzbetreiber vergütet.

2008 konnte die Photovoltaik-Branche einen globalen Boom verzeichnen. Der weltweite PV-Ausbau erreichte laut dem Bundesverband Photovoltaic Austria ein Rekordwachstum von 117 Prozent. Spitzenreiter beim Ausbau der PV-Leistung war Spanien mit 2.600 MWp (Megawatt Peak, Maßeinheit der maximal möglichen Leistung der PV-Module), gefolgt von Deutschland mit 1.500 MWp. Für Österreich herrschte, so der Bundesverband Photovoltaic Austria, die „totale Sonnenfinsternis". Mit 2,9 MWp spielte die Alpenrepublik nur eine marginale Rolle. Wie die Studie „Erneuerbare Energie in Österreich – Marktentwicklung 2008", die im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie erstellt wurde, ergab, konnte der inländische Markt eine Zunahme der neu installierten Photovoltaik-Leistung (autarke plus netzgekoppelte Anlagen) von 2.116 kWpeak (Maßeinheit für die genormte Leistung, Nennleistung, eines Solarmoduls) im Jahre 2007 auf 4.686 kWpeak (2008) verzeichnen. Dies entspricht einem Wachstum von 121 Prozent. Trotz dieses starken Anstiegs ist, so die Studie weiter, der österreichische Photovoltaik-Markt damit weit von seinem historischen Maximum aus dem Jahr 2003 mit 6.472 kWpeak entfernt. Diesen Einbruch führt Photovoltaik Austria auf ungünstige Rahmenbedingungen wie verhaltene öffentliche Zuschüsse zurück.

Definition

Der Name setzt sich aus den Bestandteilen „Photos", das griechische Wort für Licht, und „Volta", nach dem Physiker Alessandro Volta, zusammen. Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen. Die Photovoltaik ist seit 1958 zunächst in der Energieversorgung von Weltraumsatelliten im Einsatz. Mittlerweile wird sie weltweit zur Stromerzeugung eingesetzt. Entdeckt wurde der photoelektrische Effekt, der die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem Festkörper durch Lichteinstrahlung meint, 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel.

Centrosolar

Das Prinzip

Rund 95 Prozent aller auf der Welt produzierten Solarzellen werden aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt. Als Halbleiter bezeichnen die Fachleute ein Material, das sich zuerst aufheizen muss, bevor sich Atome in Bewegung setzen. Silizium bietet den Vorteil, dass es, neben Sauerstoff, das zweithäufigstes Element in der Erdkruste und damit in ausreichenden Mengen vorhanden ist. Zudem, so die Fachleute, ist die Verarbeitung des Materials umweltverträglich. Zur Herstellung der Solarzelle wird das Halbleitermaterial „dotiert". Damit ist das definierte Einbringen von chemischen Elementen, mit denen entweder ein positiver oder ein negativer Ladungsträgerüberschuss im Halbleitermaterial erzielt wird, gemeint. Die Photovoltaikzelle besteht also aus einer negativ dotierten Siliziumschicht mit Elektronenüberschuss und einer positiv dotierten Schicht, die zu wenige Elektronen aufweist. Beide Schichten sind durch eine Grenzschicht voneinander getrennt. Fällt nun Sonnenlicht auf die Zellen, setzen sich die Ladungen aus den beiden Siliziumschichten frei und aufgrund der Trennung an der Grenzschicht entsteht elektrische Spannung. Wird jetzt der Stromkreis zwischen den oberen und unteren Polen geschlossen, fließt Strom. Für die photovoltaische Energiewandlung gibt es drei Typen von Solarzellen: monokristallin, polykristallin und amorph. Zur Herstellung von monokristallinen Siliziumzellen wird hochreines Halbleitermaterial benötigt. Dabei werden aus einer Siliziumschmelze einkristalline Stäbe gezogen und in dünne Scheiben gesägt. Dieses Verfahren garantiert hohe Wirkungsgrade.

Kostengünstiger ist die Produktion von polykristallinen Zellen. Hier wird das flüssige Silizium zunächst in Blöcke gegossen und dann in Scheiben gesägt. Beim Erhärten des Materials entstehen verschieden große Kristallstrukturen, an deren Grenzen Defekte auftreten. Diese sogenannten Kristalldefekte führen zu einem geringeren Wirkungsgrad der Solarzelle. Eine amorphe Solarzelle besteht aus einer dünnen, nichtkristallinen amorphen Siliziumschicht und wird auch als Dünnschichtzelle bezeichnet. Amorphe Solarzellen können durch Aufdampfen hergestellt werden und sind meist rötlichbraun bis schwarz. Die Produktionskosten sind schon allein wegen der geringeren Materialkosten niedriger. Dafür liegen die Wirkungsgrade amorpher Zellen auch weit unter jenen der anderen beiden Zelltypen. Um für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche geeignete Spannungen bzw. Leistungen bereitstellen zu können, werden einzelne Solarzellen zu sogenannten Solarmodulen verbunden. Die Kosten der Solarmodule belaufen sich in etwa auf die Hälfte der Gesamtkosten einer Photovoltaikanlage. In der Haustechnik bestehen Photovoltaikanlagen aus mehreren Bausteinen: den Solarmodulen, einem Wechselrichter, der Gleich- in Wechselstrom wandelt, einem Zähler, der misst, wie viel Strom ins Netz eingespeist wird, und natürlich einem Netzanschluss.

Bei der Installation einer Photovoltaikanlage sollte berücksichtigt werden, dass die Module logischerweise nicht im Schatten liegen und auch in Zukunft der Sonneneinfall nicht durch wachsende Bäume oder Neubauten in der Umgebung beeinträchtigt wird. Führende Photovoltaik-Anbieter haben wir Ihnen in der nachfolgenden Übersicht mit ihren aktuellen Modulen zusammengestellt.

Inventux

aus eigener Produktion

Die Hamburger Conergy AG entwickelt und produziert kristalline Solarmodule, Wechselrichter und Gestellsysteme. Damit bietet Conergy seinen Kunden sämtliche für eine Photovoltaik-Anlage notwendigen Bauteile aus eigener Herstellung. Daneben entwickelt, finanziert und installiert Conergy Solaranlagen und -parks sowie regenerative Großprojekte außerhalb des Kernbereichs Photovoltaik.

Dünnschicht-Technologie

Die Inventux Technologies AG ist ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung, Produktion und Vermarktung von mikromorphen Dünnschicht-Solarmodulen spezialisiert hat. Die Vorteile der Dünnschichttechnologie liegen im Vergleich zur konventionellen, kristallinen Modultechnik laut Inventux im deutlich geringeren Energieeinsatz bei der Produktion sowie den höheren Kostendegressionspotenzialen. Daneben werden zur Fertigung der schadstofffreien mikromorphen Dünn
schichtmodule signifikant geringere Mengen des knappen Solarsiliziums benötigt.

Doppelfunktion

Das Schott InDaX 225 gehört zur vierten Generation der InDaX-Serie und ist neu im Produktportfolio des Unternehmens. Die Module ersetzen die gewöhnlichen Dachpfannen und übernehmen eine Doppelfunktion. Sie schützen das Haus vor Wind und Wetter und produzieren gleichzeitig Strom. Die neue Serie bringt mit einer Nennleistung von mehr als 200 W noch mehr Energie aufs Dach. Ein sogenannter Eindeckrahmen, der sich an den Standards der Dachfensterindustrie orientiert, umfasst die Module und sorgt für den Anschluss an das umgebende Bedachungsmaterial. Die Module sind geschindelt angeordnet und einzeln hinterlüftet, was die Ertragsausbeute laut Hersteller zusätzlich erhöht. Eine besonders hochwertige Verbindungstechnologie aus dem Flugzeugbau fügt Aluminiumrahmen und Laminat dauerhaft zusammen.

Vollstufigkeit in der Produktion

Der Konzern SolarWorld AG ist ein weltweit führender Markenanbieter hochwertiger kristalliner Solarstromtechnologie. Das Unternehmen setzt auf Vollstufigkeit in der solaren Produktion: Vom Rohstoff Silizium über Wafer, Zelle und Modul bis zur schlüsselfertigen Solarstromanlage samt Recycling vereint der Konzern nach eigenen Angaben alle Wertschöpfungsstufen. Zentraler Geschäftsbereich ist der Vertrieb von Qualitätsmodulen an den Fachhandel und kristalliner Wafer an die internationale Solarzellenindustrie.

Individuelle Systeme

Viessmann bietet mit Vitovolt-Photovoltaik-Modulen, mit darauf abgestimmten Wechselrichtern sowie mit dem für die Montage erforderlichen Zubehör für jeden Bedarf das passende Photovoltaiksystem. Durch die hohen Qualitätsansprüche bei der Auswahl der Komponenten können laut Hersteller Leistungsgarantien bis zu 25 Jahren gegeben werden. Vitovolt 200 ist ein Photovoltaik-Modul, das auf kristallinen Siliziumzellen basiert und eine Nennleistung von 175 bis 225 Wp erbringt. Vitovolt 100 in Dünnschichttechnologie (amorphes Silizium) erwirtschaftet eine Nennleistung von 80 bis 100 Wp.

(Redaktion: Knut Maria Siebrasse, Caroline Siebrasse; Gebäudeinstallation)