Was ist eine Photovoltaikanlage? Wie funktioniert sie?
Eine Photovoltaikanlage lässt sich insbesondere in Verbindung mit einem Hausdach durch einen Fachbetrieb installieren. Hierfür müssen bauliche Voraussetzungen wie zum Beispiel die Tragfähigkeit von Dächern stimmen, zu denen der Fachbetrieb berät. Die Firma sollte möglichst aus der Region kommen, weil sie sich ebenfalls mit den klimatischen Gegebenheiten vor Ort wie beispielsweise der Sonneneinstrahlung sowie den Wind- und Schneeverhältnissen auskennt. Für eine bestmögliche Nutzung der Sonneneinstrahlung sorgt eine südliche Ausrichtung der Solarmodule im Neigungswinkel von 30 Grad. Da die gegebenen Umstände vor Ort variieren, sollte die optimale Ausrichtung und Dachneigung vor Ort individuell geprüft werden. Betreiber von kleineren PV-Anlagen benötigen keine Baugenehmigungen seitens der jeweiligen Stadt- oder Gemeindeverwaltung – abgesehen davon, dass örtliche Bebauungspläne oder Denkmalschutzvorgaben zu berücksichtigen sind. Es gibt unterschiedliche Montagesysteme für die Installation: Das Aufdachsystem für geneigte Dächer lässt eine einfache Montage eines Gestells auf dem Hausdach zu. Bei einer Flachdachmontage werden die Solarmodule angewinkelt angebracht. Hingegen integriert das Indachsystem die Photovoltaikanlage in das Dach. Dieses System betrifft eher Neubauten oder Dachsanierungen und erfordert einen höheren Montageaufwand.
Eine installierte Photovoltaikanlage enthält Module, in denen Solarzellen miteinander verbunden sind, die das Sonnenlicht aufnehmen. Für jeden einzelnen Strang der in Reihen geschalteten Solarmodule steht das englische Wort String. An die Strings ist ein Wechselrichter angeschlossen. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in den haushaltsüblichen Wechselstrom von 230 Volt um. Dieser Vorgang macht den Eigenverbrauch und die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz überhaupt erst möglich. Verschiedene Arten von Wechselrichtern existieren, die dem Leistungsvermögen der jeweiligen Photovoltaikanlage entsprechen. Die Leistung der Wechselrichter wird meistens kleiner dimensioniert, da aufgrund des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes §9 die maximale Wirkleistung am Netzverknüpfungspunkt auf maximal 70% der Modulleistung beschränkt werden muss. Weitere Informationen zum Wechselrichter sind unter folgenden Weblinks aufgeführt:
https://www.energie-experten.org/erneuerbare-energien/photovoltaik/wechselrichter
https://www.solaranlage-ratgeber.de/photovoltaik/photovoltaik-technik/wechselrichter
Zwischen den Strings und dem Wechselrichter ist zur Sicherheit ein Fehlerstromschutzschalter geschaltet. Der Schalter soll durch Unterbrechung des Stromkreises eine Leitungsüberlastung sowie Stromschläge vermeiden. Den Fehlerstromschutzschalter bezeichnet man umgangssprachlich auch als FI-Schalter. Hierbei steht das F für Fehler und das I für das Formelzeichen der elektrischen Stromstärke.
In Verbindung mit dem Eigenverbrauch macht der Einbau eines Solarstromspeichers Sinn. Dieses Gerät speichert den Strom und kann ihn später wieder abrufen. Wenn abends oder nachts Dunkelheit herrscht, lässt sich mit dem gespeicherten Strom zum Beispiel eine Waschmaschine betreiben. Bei den Solarstromspeichern haben sich auf dem deutschen Markt Batteriespeicher durchgesetzt, zumal sie günstig zu erwerben sind.
Siehe auch:
https://www.finanztip.de/photovoltaik/stromspeicher/
Die Speicher mit unterschiedlichen Kapazitäten richten sich nach dem Leistungsvermögen der jeweiligen PV-Anlage und dem eigenen Stromverbrauch. Hierbei gilt es die nutzbare Speicherkapazität zu beachten. Ein Solarstromspeicher kann nie vollständig entladen werden, weil das Gerät zum Aufladen noch Restenergie benötigt. Gegebenenfalls kommt noch eine Erweiterung der Speicherkapazität infrage, zum Beispiel, wenn die jetzige Speicherkapazität für das eigene Haushalt nicht mehr ausreicht. Bei einem Speichersystem sollte darauf geachtet werden, dass dieser mit dem jetzigen System der PV-Anlage kompatibel ist, und somit AC-gekoppelt an das jetzige System angeschlossen werden kann. Es ist aber auch möglich, einen Batteriespeicher DC-gekoppelt anzuschließen. Dies sollte bei jedem Vorhaben individuell mit einem Fachplaner abgeklärt werden. Der Einbau eines Speichers nach einer mehrjährigen Lagerung zuhause erweist sich erfahrungsgemäß als zwecklos, denn Batterien entladen sich ohne Gebrauch mit der Zeit selbst. Deshalb sollte man dringend darauf achten, die Installation des Speichersystems zügig durchführen zu lassen.
Wichtige Kriterien für einen Solarstromspeicher sind unter folgendem Link aufgeführt:
Zur Stromerfassung bedarf es entsprechender Zähler. Der Bezugszähler berücksichtigt den bezogenen Strom aus dem öffentlichen Netz. Hingegen registriert der Einspeisezähler den an das öffentliche Netz abgegebenen Strom. Idealerweise vereint ein sogenannter Zweirichtungszähler beide genannten Zähler. In der heutigen Praxis werden für die Überschusseinspeisung nur noch Zweirichtungszähler verwendet und eingebaut. Es kann allerdings vorkommen, dass der Stromnetzbetreiber einen Erzeugungszähler fordert. Dies wird aber vor dem Bauvorhaben zwischen dem Elektroinstallateur und dem Stromnetzbetreiber abgeklärt. Bei den Zweirichtungszählern sind die technischen Anschlussbestimmungen des jeweiligen Netzbetreibers zu beachten. Der Stromzähler wird von einem Messtellenbetreiber zur Verfügung gestellt, der ebenso den Zähler abliest und die Daten übermittelt. In den meisten Fällen ist der Messstellenbetreiber auch gleichzeitig der Netzbetreiber. Bei den gemieteten Solaranlagen der MEP, hatte der Kunde die Möglichkeit eine Messstelle über die Firma Discovergy GmbH oder direkt bei der MEP Messstellenbetreiber GmbH (mittlerweile mit der MEP Werke GmbH verschmolzen und umbenannt in die Encopia GmbH) zu beantragen.
Informationen rund um Stromzähler können Sie unter diesen Weblinks nachlesen:
https://www.solaranlage-ratgeber.de/photovoltaik/photovoltaik-technik/stromzaehler
https://www.finanztip.de/wechsel-messstellenbetreiber/
Zur Überwachung einer Photovoltaikanlage eignet sich ein Monitoring Tool. Es ermöglicht eine bequeme Fernabfrage über ein Webportal und eine Smartphone-App. Das Monitoring Tool überprüft beispielsweise die Funktionalität einer Anlage und zeigt den aktuellen Stromverbrauch, den Eigenverbrauch sowie Optimierungsmöglichkeiten an - wie im vorliegenden Fall:
Die genannten Komponenten wie Wechselrichter, Stromspeicher, Stromzähler und Monitoring Tool werden meist gesondert zum Kauf oder zur Miete angeboten. Bei manchen Vermietungsunternehmen für PV-Anlagen können Betreiber die Komponenten von speziellen Anbietern beziehungsweise von Herstellern auf eigene Kosten hinzuerwerben. Selbstverständlich müssen solche Komponenten kompatibel mit der jeweiligen PV-Anlage sein. Bei dem Monitoring-Tool, der für die gemieteten Solaranlagen der MEP zur Verfügung gestellt werden, handelt es sich um eine Netzwerkkarte für den Wechselrichter. Die Netzwerkkarte wird in den Wechselrichter eingebaut und anschließend konfiguriert. Somit ist es dem Anlagenbetreiber möglich, die Solaranlage über das lokale eigene Netzwerk zu überwachen. Eine Fernüberwachung ist ebenfalls über das Auroravision-Portal oder über die Energy-Viewer APP auf dem Smartphone möglich. Die App und das Monitoring-Portal werden kostenlos vom Wechselrichterhersteller Fimer zur Verfügung gestellt.