Begriffs-Glossar

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Entdecken Sie unser kompaktes Begriffs-Glossar zur Photovoltaik!"

Photovoltaik ist ein hochkomplexes Fachgebiet der Elektrotechnik. Wenn Sie sich, zum Beispiel auf unserer Website, erstmals mit Photovoltaik befassen oder bereits Erfahrungen gesammelt haben, werden Sie zwangsläufig auf Fachbegriffe stoßen, die für Laien oder Anfänger zunächst unverständlich sind. An dieser Stelle bieten wir Ihnen unser kompaktes Begriffs-Glossar an! Hier erklären wir präzise und ohne lange Erklärungen die Fachbegriffe, die einer näheren Erläuterung bedürfen.

Zusätzlich zu unserem Glossar bieten wir Ihnen weitere nützliche Tipps zu spezifischen Vorgängen der Photovoltaik-Technik in unserem Video-FAQ an. Denn manche Themen lassen sich nicht vollständig in wenigen Sätzen erklären. Schauen Sie rein und erhalten Sie umfassende Informationen zur Photovoltaik-Technologie!

Photovoltaik-Begriffe A-D

Kommt es bei Ihrer PV-Anlage zu einem Brandfall, einem Kurzschluss, anderen Ausfall- und Defekterscheinungen oder steht eine Wartung an, so muss diese vom Stromnetz abgekoppelt werden. Ein DC-Trennschalter sorgt dafür, dass der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom nicht zum Wechselrichter weitergeleitet wird. Das heißt aber nicht, dass dadurch auch die Spannung gekappt wird. Im Umkehrschluss erfüllen AC-Trennschalter den Zweck, den Wechselstromtransport vom Wechselrichter zum häuslichen Stromkreis zu unterbinden.

Wechselrichter verfügen werksseitig meistens schon über einen DC-Trennschalter, aber nur in seltenen Fällen über einen AC-Trennschalter.

Um zusätzlich gefährliche Überspannungen zu verhindern, müssen Sie einen AC- und einen DC-Überspannungsschutz in Ihr Planungskonzept einbeziehen. Auf der Gleichstromseite (DC) müssen DC-Überspannungsableiter des Typs SPD1 installiert werden. Bei Häusern mit bereits bestehender Blitzschutzanlage genügt ein SPD1-Überspannungsableiter. Übersteigt der Weg vom Hauseintritt zum Wechselrichter eine Distanz von 10 Metern, wird noch ein zweiter benötigt.

In genau der gleichen Konstellation müssen Sie noch die Wechselstromseite (AC) mit einem bzw. zwei AC-Überspannungsableitern des Typs SPD2 installieren. Als Selbstschutzmaßnahme sollte auch noch ein AC-Überspannungsableiter des Typs SPD3 berücksichtigt werden.

Sobald die erfolgten Netzeinspeisungen und erzielten Stromkosteneinsparungen (im Vergleich zur konventionellen Stromnutzung) einer PV-Anlage deren Kosten zur Anschaffung, Installation und Betriebsaufrechterhaltung decken, spricht man von Amortisation.

Kurzum: Ab dem Amortisationspunkt hat man alle Kosten wieder in der Tasche und man erzielt mit der Anlage sogar Gewinne (aktiv durch Stromverkäufe bzw. passiv durch Kosteneinsparungen).

Die meisten modernen Photovoltaik-Anlagen amortisieren sich spätestens nach 10 bis 12 Jahren.

Antireflexschichten sind Lagen auf den Vorderseiten von PV-Modulen, die aufgrund ihres niedrigen Brechungsindex, die Stärke der Lichtbrechung reduzieren und damit den Wirkungsgrad der Module steigern, da mehr Licht von den Solarzellen aufgenommen und in Energie umgewandelt werden kann.

Unter Aufständerungen werden PV-Komponenten verstanden, mit denen man die Neigungswinkel von PV-Modulen zum Optimum hin ausrichten kann. Das macht besonders dann Sinn, wenn die Module an Flachdächern angebracht werden sollen oder an Schrägdächern mit suboptimalen Ausgangsvoraussetzungen (zu hohe/niedrige Neigungswinkel, keine Südausrichtung).

Folgend werden nicht nur die Wirkungsgrade und Aufnahmekapazitäten der PV-Module gesteigert, sondern auch eine bessere Luftzirkulation zwischen den Modulen sichergestellt, die leistungsbeeinträchtigende Aufheizungen verhindert.

Das Schlagwort „Autarkie“ bringt in Bezug auf Photovoltaikanlagen zum Ausdruck, dass man mit deren Nutzung seine Abhängigkeiten von externen Stromlieferanten in einem meist nicht konkret mitgenannten Ausmaß reduzieren kann. Es ist im Prinzip ein weitläufig als Synonym gebrauchter Ausdruck für „Selbstversorgung“.

Konkrete, weil datenbasierte Werte in Bezug auf die Autarkie einer Anlage liefert der Autarkiegrad (s.u.).

Der Autarkiegrad konkretisiert das Konzept der Autarkie. Er setzt den jährlichen Eigenverbrauch des PV-Stroms ins Verhältnis zum jährlichen Gesamtstromverbrauch.

(Eigenverbrauch (a) / Gesamtstromverbrauch (a)) x 100  = Autarkiegrad (%)

Ein Autarkiegrad von 40% drückt beispielsweise aus, dass der Jahresgesamtstromverbrauch eines Haushaltes zu 40% aus Reserven des selbsterzeugten PV-Stroms gespeist werden kann.

Man kann den Autarkiegrad seiner Anlage auch steigern, indem man den PV-Strom, den man nicht gleich verwendet und somit ohne Zusatztechnik verfällt oder eingespeist wird, in Stromspeichern zwischenlagert oder über Energy Management Apps und Gridboxen seine erzeugte Energie zielgerichtet bestimmten Geräten zuweist. Eine weitere Möglichkeit ist es, Nutzungsspitzen zu sonnenintensiven Zeiten zu etablieren.

An das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrollen (BAFA) können Sie Förderungsanträge für Energieberatungen stellen, auf deren Grundlage Sie Ihre Photovoltaikprojekte realisieren wollen. 

Die Höhe der Förderung bemisst sich bei Ein- oder Zweifamilienhäuser auf maximal 80% des förderfähigen Beratungshonorars bzw. maximal 1.300 €. Bei mehr als 3 Wohneinheiten liegt die Obergrenze bei 1.700 €.

Mehr zu den Förderungsauflagen erfahren Sie hier.

Photovoltaikinteressenten, denen handelsübliche PV-Anlagen für Gebäudedächer zu groß oder zu teuer sind oder die aufgrund von Regularien in ihren Mietverträgen keine installieren dürfen, können sich Balkonkraftwerke zulegen, die mit wenigen Handgriffen auf dem Balkon, am Balkongeländer oder anderen Fassaden am Haus angebracht werden können.

Sie funktionieren ähnlich wie große PV-Anlagen. Oftmals sind Balkonkraftwerke schon mit eigenen Micro-Wechselrichtern ausgestattet. Auch der Anschluss an die meisten heimischen Steckdosen ist unkompliziert.

Durch die kleinere Bau- und Konzeptionsweise (meistens sind es zwischen ein und drei PV-Module) erbringen Balkonkraftwerke natürlich geringere Leistungen von 500 bis 1.500 Wp. Nach aktuellem Stand sind die meisten Modelle zwischen 10 und 25 Jahre einsatzfähig.

Der Bezugszähler hält fest, wie viel Energie für das Gebäude aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen wird. Er wird am Stromverteilkasten installiert. Diese Zähleinrichtung wird vom Netzbetreiber zur Verfügung gestellt und die Mietbeträge dafür über die Stromrechnung fakturiert. 

Bifaziale Module sind dazu in der Lage, sowohl über ihre Vorder- als auch Ihre Rückseiten Sonnenstrahlen zur Energieerzeugung aufzunehmen. Der Bifazialitätsfaktor dieser Module gibt an, wie viel % der Modulvorderseitenerträge die Rückseiten theoretisch erbringen können. Meistens sind das zwischen 60 bis 90%

Das klingt erst einmal hervorragend. In der Praxis schwinden diese Werte jedoch im Regelfall auf 10 bis 25%, da die Modulrückseiten viel stärker zwangsläufig von Verschattungen geprägt sind und manche Untergründe nachteilige Abstrahlungseigenschaften haben.

Durch direkte Blitzeinschläge auf das Haus und indirekte Blitzeinschläge in Hausnähe können gefährliche Überspannungen entstehen, die elektrische Geräte zerstören und Menschen schädigen können. Auch PV-Anlagen können Blitze weiterleiten, sodass sie mittels Blitz- und Überspanunngsschutzeinrichtungen dagegen abgesichert werden müssen.

Man unterscheidet grundlegend erst einmal zwischen innerem und äußerem Blitzschutz. Der innere Blitzschutz greift für alle PV-Komponenten im inneren des Hauses (wie z.B. Wechselrichter) – der äußere Blitzschutz dagegen für die PV-Module, Verkabelungen, Schienen, etc. und alles, was im Außenbereich montiert ist. Der Überspannungsschutz mit seinen Überspannungsableitern dagegen betrifft wieder nur das Hausinnere.

Der äußere Blitzschutz ist meistens schon in jedem Haus installiert und umfasst neben dem Blitzableiter auch ein Erdungssystem, welches im Einschlagsfall den Blitz in die Erde umleitet und ggf. Fangstangen, die ebenfalls die Weiterleitung des Blitzes ins Haus unterbindet.

Die Bundesnetzagentur (BNetzA) mit Sitz in Bonn legt jedes Jahr die Einspeisevergütungssätze neu fest, zu denen Sie ab Fertigstellung der Installation Ihrer PV-Anlage über 20 Jahre lang zu eben diesem Vergütungssatz Strom ins Netz einspeisen können. In ihrer Funktion als oberste deutsche Regulierungsbehörde stellt die Bundesnetzagentur auch Installationsrichtlinien auf und führt wichtige Daten zur Entwicklung der Photovoltaiklandschaft in Deutschland.

Bei der Installation von Photovoltaikanlagen erfüllen Dachhaken den Zweck der Befestigung der PV-Module. Die Dachhaken werden dabei mit der jeweiligen Dachkonstruktion und den Montageschienen verschraubt. Für jedes Modul werden im Regelfall vier Dachhaken benötigt.

Von erheblicher Bedeutung für die Funktionstüchtigkeit einer PV-Anlage ist die Dachneigung. Denn sie bestimmt den Einfallswinkel der Sonnenstrahlung auf die PV-Module und damit einhergehend den Wirkungsgrad. Neigungswinkel von 27 bis 32 Grad sind der Optimalfall. Dachneigungen von 20 bis 60 Grad sind aber im Allgemeinen für Photovoltaik geeignet. Es kann jedoch zu bedeutenden Leistungseinbußen kommen, wenn zusätzlich Verschattungen auftreten oder die Ausrichtung des Daches ungünstig (z.B. nach Norden hin) ist.

In diesen Fällen und vor allem bei Flächdächern kommen daher Aufständerungen zum Einsatz, mit denen man die PV-Module in den gewünschten Neigungswinkel bringt.

Beim Kauf von Photovoltaik-Komponenten oder Komplettpaketen, aber meistens auch schon vorher im Internet erhalten Sie Datenblätter von den Herstellern, in den wichtige Daten zu den Produkten zusammengefasst werden, die für Sie vor der Installation und Inbetriebnahme von Belang sind.

Darin stehen unter anderem:

usw.

Das Phänomen der Degradation beschreibt den schrittweisen Verfall der Leistung von PV-Modulen. Dabei unterscheidet man verschiedene Formen der Degradation.

Lichtinduzierte Degradation tritt beispielsweise unmittelbar nach der ersten Inbetriebnahme der Photovoltaik-Anlage auf, die aber nach wenigen Tagen oder Wochen sich wieder auf Normalniveau einpegelt.

Von linearer Degradation ist dagegen dann die Rede, wenn mit den Jahren die einst volle Leistung der Module graduell auf ein bestimmtes Niveau, zum Beispiel auf 82% oder 87% des ursprünglichen Werts, in Abhängigkeit von der Bauweise der Module, absinkt.

Diffuse Strahlung trifft immer dann auf Photovoltaik-Module ein, wenn Wettererscheinungen auftreten, die die Strahlungsintensität schmälern. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn der Himmel stark wolkenverhangen ist, heftige Schneefälle aufkommen oder sich Unwetter mit Blitzen und Donnern ereignen. Dann kommt nämlich die Strahlung nicht mehr vollständig bei den Modulen an oder zumindest nicht so gebündelt bzw. fokussiert wie unter Normalbedingungen.

Die Folgen sind so ähnlich wie bei Verschattungen. Die Module büßen an Leistung ein und es kann nicht mehr so viel Energie erzeugt werden.

Photovoltaik-Begriffe E-H

Ziel des  Erneuerbaren Energien Gesetzes ist es, bis 2030 einen erfolgreichen Transformationsprozess abzuschließen, ab dem mindestens 80% des gesamten Stromverbrauches aus erneuerbaren Energien gespeist wird. Dieses Ziel fußt auf grundlegenden Klimaschutzbestimmungen zu konsequenten Minderungen von Treibhausgasemissionen, Kostenverschlankungen und der Steigerung der Netzstabilität.

Es enthält etliche definierte Regeln u.a. zu technischen Voraussetzungen, dem Vollzug von Einspeisevorgängen, dem Zahlungsanspruch, der Zahlungsabwicklung, den Ausschreibungsbestimmungen pro Energieform sowie den Rechtsfolgen und Strafumfängen bei Verstößen. 

Die Eigenverbrauchsquote ist eine Kennzahl, mit der sich die Effizienz und Ergiebigkeit einer PV-Anlage errechnen lässt. Sie wird auch „Eigenverbrauchsrate“ genannt und setzt den jährlichen Eigenverbrauch an PV-Strom ins Verhältnis zur jährlichen Gesamterzeugung an PV Strom:

(Eigenverbrauch (a) / Gesamtstromerzeugung (a)) x 100  = Eigenverbrauchsquote (%)

Beträgt der Wert der Eigenverbrauchsquote zum Beispiel 40%, so wurde in diesem Jahr 40% des insgesamt erzeugten PV-Stroms im eigenen Haus verwendet. Selbst wenn der Gesamtstromverbrauch und die Gesamtleistung der Anlage ähnliche Werte annehmen, so kann der Eigenverbrauch und damit die Eigenverbrauchsquote am Ende trotzdem markant niedriger ausfallen.

Das hängt damit zusammen, dass im Laufe der Zeit viel PV-Strom verloren geht, also nicht im Haushalt eingesetzt werden kann, weil er bei nicht vorhandenen Speicherkapazitäten oder Bedarfsspitzen einfach verfällt oder ins Stromnetz eingespeist wird.

Übererzeugter, nicht sofort verwendbarer und nicht speicherfähiger Strom (aufgrund des Fehlens eines Speichermediums) kann gegen Vergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Die Einspeiseleistung bezeichnet in diesem Sinne die Menge an Strom, die bei der jährlichen Einspeisung (maximal) anfallen kann. Da es sich um einen Leistungswert handelt, wird diese Strommenge in kWp angegeben. Sie entspricht jedoch nicht der 100%igen Gesamtanlagenleistung.

Durch die Einspeisevergütung wird einheitlich geregelt, dass jeder Betreiber von Photovoltaikanlagen ab Inbetriebnahme für einen Zeitraum von 20 Jahren die gleiche, jeweils aktuell gültige (und von der Bundesnetzagentur festgelegte) Einspeisevergütung für jenen Strom erhält, den er mit seiner Photovoltaikanlage erzeugt und ins öffentliche Stromnetz einspeist.

Aktuell bemisst sich die EEG-Umlage bei Photovoltaikanlagen bis 10 kWp auf 8,1 ct/kWh, ab August 2024 werden es nur noch circa 8,0 ct/kWh sein. Für jedes weitere kWp erhalten Anlagenbetreiber aktuell sogar nur noch 7,0 ct/kWh.

Etwas mehr Geld gibt es dagegen, wenn Sie Ihre Photovoltaikanlage zur Volleinspeisung nutzen. Bei PV-Anlagen bis 10 kWp zahlt Ihnen der Staat dann 12,9 ct/kWh. Bei größeren Anlagen gibt es noch 10,8 ct/kWh für den Anteil, der die 10 kWp übersteigt.

Über den Einspeisezähler wird überschüssige PV-Energie, die nicht direkt verbraucht und nicht zwischengespeichert wird, an den Netzbetreiber gegen eine von der Bundesnetzagentur festgelegte Einspeisevergütung je Kilowattstunde verkauft. Voraussetzung dafür ist die korrekte Messung. Bei defekten kann Ihnen daher die Vergütung versagt werden.

Sie können entweder selbst einen Einspeisezähler kaufen – dann haften Sie selbst für besagte Defekte – oder Sie mieten einen Einspeisezähler vom Netzbetreiber gegen eine festgelegte (monatlich oder jährlich abgerechnete) Gebühr. Einspeisezähler müssen über eine Rücklaufsperre verfügen und regelmäßig geeicht werden.

Vom Energieversorger sind Sie als Photovoltaikanlagenbesitzer weitaus weniger abhängig, als als Vollbezieher von konventionellem Strom. Doch auch in dieser Konstellation stehen Sie in einem Verhältnis zum Energieversorger (beim Strom auch „Netzbetreiber“ oder „Stromversorger“ genannt).

Der Energieversorger baut Ihnen, sofern nicht explizit anders geregelt, neue Zählereinrichtungen ein, damit einerseits die Einspeiseleistungen zum und andererseits die Bezugsmengen aus dem öffentlichen Stromnetz gemessen werden können. Die Kooperation gestaltet sich somit als ein „Nehmen und Geben“ in jeweils den Größenordnungen, die Sie benötigen. Sollte Ihre Anlage eine Gesamtleistung von 10,8 kWp übersteigen, so sind Sie dazu verpflichtet, ein Anschlussbegehren (§ 8 EEG) in Schriftform an den Netzbetreiber zu richten, der über die Anschlussberechtigung entscheidet.

Haben Sie zusätzlich ein Smart Meter Gateway installiert, so können Sie weitere Daten an den Netzbetreiber übermittelt werden. Einmal im Monat sollte Ihnen der Stromversorger auch Ihre Verbrauchs- und Abrechnungsdaten digital in einem Online-Portal zur Verfügung stellen.

Endklemmen gehören zum PV-Zubehör. Es werden immer jeweils zwei Endklemmen an den Endmodulen einer auf einer Schiene installierten Modulreihe fixiert, damit diese auf dem Schienensystem einwandfrei und sicher halten.

Photovoltaik-Module müssen zum Potenzialausgleich mit Erdungskabeln ausgestattet werden. Diese führen über die gesamte Unterkonstruktion zum Wechselrichter hin, an dem sich der Erdungspunkt befindet. Dadurch werden überschüssige Ladungen an den Modulen, die im Extremfall Verletzungen mit Todesfolge hervorrufen können, in die Erde abgeleitet.

Aufgabe der Erdungsklemmen ist es, die PV-Unterkonstruktion und die erdungsleitenden Erdungskabel mit der Haupterdungsschiene des Gebäudes zu verbinden.

Der Ertrag vergegenwärtigt, wie viele kWh Strom eine PV-Anlage mit einer bestimmten Gesamtleistung im Jahr produziert. Da eine Gesamtleistung von bspw. 10 kWp nur ausdrückt, dass unter kontinuierlichen Optimalbedingungen 10.000 kWh Strom erzeugt werden können, liegt der Wert des eigentlichen Ertrages meist darunter, zum Beispiel bei 8.500 bis 9.000 kWh, in Spitzenzeiten aber auch darüber.

Verluste sind auf verschiedene Ursachen zurückzuführen. In den kalten Monaten des Jahres fallen die Erträge aufgrund von einer geringer intensiven und diffusen Lichtstrahlung oft niedriger aus. Eventuell treten bei bestimmten Wetterlagen oder auch dauerhaft Verschattungseffekte auf, die zu zusätzlichen Einbußen führen.

Die seit 2008 auch in Deutschland einheitlich als  „RCD“ (Residual Current Devices) bezeichneten Fehlerstromschutzeinrichtungen dienen maßgeblich der Haussicherheit und der Unfallprävention, in dem sie Fehlerströme in die Erde ableiten. Fehlerströme weichen von der üblichen Netzfrequenz ab und können bei Isolationsfehlern aus den Leitungen austreten und fatale Folgen verursachen.

Als gängige Empfehlung sollte ein RCD Typ B dem Stromkreisverteiler vorgeschalten werden, sofern der Hersteller Ihrer PV-Komponenten nichts anderes empfiehlt. Außerdem sollte ein Kompatibilitätsabgleich mit dem Wechselrichter erfolgen. Typ-B-Fabrikate stellen deswegen die bevorzugte Auswahl dar, da sie erstens auch bei Gleichströmen auslösen, sie zweitens breite Frequenzbereiche abdecken und sie drittens bei Auffälligkeiten auch Lichtsignale aussenden.

Hierbei handelt es sich um eine veraltete Bezeichnung für Fehlerstromschutzeinrichtungen oder Residual Current Devices (RCD’s).

Flachdachsysteme zeichnen sich, wie der Name schon suggeriert, durch eine ebene, quasi horizontale Dachoberfläche aus, die keine natürlichen Neigungswinkel hat und nicht oder nur selten verziegelt ist. Für die ertragreiche Installation von PV-Modulen müssen spezielle Unterkonstruktionen und Aufständerungen auf dem Dach angebracht werden, welche zuträgliche Neigungswinkel herstellen, sodass die PV-Module künstlich eingeschrägt werden.

Meistens werden Flachdachsysteme bei langen Lager- und Betriebshallen eingesetzt. Vereinzelt gibt es aber auch private Wohnhäuser mit flachen Dächern.

Photovoltaikanlagen sind als langfristige Investitionen gedacht und damit keine Kostenausgabe, die man leichtfertig tätigt. Doch als Photovoltaikanlagenbetreiber kann man zahlreiche Förderungen in Anspruch nehmen, wenn die richtigen Grundvoraussetzungen erfüllt sind. Im Optimalfall können sogar mehrere Förderungsprogramme miteinander verbunden werden, sodass sich die Ersparnis potenziert.

Es existieren sowohl auf Bundes-, Landes-, als auch auf Kommunalebene verschiedene Förderungsprogramme, die wir auf dieser Seite für Sie zusammengetragen haben.

Eine der wichtigsten Instandhaltungsmaßnahmen für PV-Anlagen ist der Frühjahrescheck. In Abständen von 12 bis 24 Monaten sollten Sie durch einen zertifizierten Fachbetrieb bzw. PV-Anlagenprüfer Ihre gesamte PV-Anlage dieser Tiefenprüfung unterziehen.

Folgende Untersuchungsdimensionen kann ein Frühjahrescheck beinhalten:

  • Installationsfehler
  • Befestigungen an der Unterkonstruktion

  • Verschleißerscheinungen

  • Inspektion von Anschlüssen

  • Risse und Sprünge auf den Verglasungen der Module

  • Verschmutzungen

  • Stromspeicherkapazitäten

  • Reinigungsfehler / ungenügende Reinigungsleistungen

  • Verschattungspotenziale

  • Wechselrichtercheck

  • Identifikation von Fehlern, die bei normalen Sichtprüfungen nicht auffallen

Unter der Gesamtanlagenleistung wird die Menge an Stromerzeugung verstanden, zu der eine PV-Anlage im Jahr unter Optimalbedingungen zu produzieren fähig ist. Es handelt sich um einen Wert von theoretischer Bedeutung, der in kWp angegeben wird und sich aus der Summe der einzelnen Nennleistungen aller im Einsatz befindlichen Photovoltaik-Module der jeweiligen Anlage zusammensetzt.

In der Praxis fällt die Gesamterzeugung jedoch zumeist niedriger aus, da nicht in allen Kalendermonaten die Sonne ergiebig genug scheint, Unwetter auftreten können, Verschattungen einsetzen oder Verschmutzungen auftreten.

Addiert man die einzelnen Modulflächen aller PV-Module einer Anlage zusammen, erhält man die Gesamtmodulfläche. Hat jedes Modul auf dem Dach die gleiche Fläche, weil es sich immer um das selbe Fabrikat/Modell handelt kann man auch einfach die Modulanzahl mit der Einzelfläche multiplizieren, z.B:

26 Module x 1,90 m² = 49,4 m²

Möchte man eine vorher definierte Fläche mit der höchstmöglichen Leistung ausstatten oder eine bestimmte Leistung auf möglichst geringer Fläche realisieren, so sollte man sich nicht zwangsläufig von hohen Modulnennleistungen beeindrucken lassen.

Im Endeffekt zählt die Modulleistung je m²! So können manchmal auch Module mit niedrigeren Nennleistungen die bessere Wahl darstellen, weil sie mehr Leistung auf weniger Fläche ermöglichen, als Module mit höheren Leistungen, die im Verhältnis dazu eine viel größere Fläche beanspruchen.

Im Photovoltaikbereich tritt im Rahmen des photoelektrischen Effekts Gleichspannung bzw. Gleichstrom auf. Die Konvertierung in Wechselstrom für den Hausgebrauch erfolgt erst am Wechselrichter.

Der Name rührt von den Strömungseigenschaften des Stroms her. Bei einem Gleichstrom bewegen sich nämlich die Elektronen ausschließlich vom Pluspol zum Minuspol. Die Polarität verändert sich nicht.

Garantieangebote von Photovoltaikherstellern erhaltet ihr beim Kauf von Photovoltaik-Komponenten, insbesondere auf die Photovoltaikmodule. Dabei gilt es zwischen der Produktgarantie und der Leistungsgarantie zu unterscheiden.

Die Produktgarantie umfasst werkseitige Fehler, Transportschäden und fahrlässige Installationsfehler. Üblich sind Produktgarantien von 10 bis 15 Jahren. Mitunter werden mittlerweile auch schon 20 Jahre laufende Produktgarantien gewährt.

Die Leistungsgarantie bezieht sich derweil auf den prozentualen Wert der Nennleistung der innerhalb des Garantiezeitraumes, üblicherweise zwischen 10 und 30 Jahre in einem bestimmten Grad erhalten bleiben muss. Den Unterschied zwischen linearer und zweistufiger Leistungsgarantie können Sie hier nachlesen!

Sozusagen als doppelter Boden bei der Kaufabsicherung dient Ihnen die gesetzliche Gewährleistungsfrist von 2 bis 5 Jahren.

Sind die Oberflächen der PV-Module über einen längeren Zeitraum verschmutzt, zerkratzt, anderweitig beschädigt oder immer an den selben Stellen verschattet, treten an den betroffenen Solarzellen Hot-Spot-Effekte auf. Der Strom fließt dann nur noch durch die anderen, intakten Zellen, sodass deren Innenwiderstände steigen und sich die Zellen überhitzen.

Leistungseinbußen, die durch verminderte elektrische Leitfähigkeiten in den Zellen zustande kommen, sind noch die geringsten Folgen aus diesen Vorgängen. Im Ernstfall können die Zellen schmelzen, die Module gar nicht mehr funktionieren oder es kann sogar zur Brandbildung kommen.

Regelmäßige Reinigungen und Wartungen wirken der Ausbildung von Hot-Spot-Effekten entgegen. Zur Prophylaxe sollte auch gleich bei der Installation überprüft werden, ob die Module auch richtig ausgerichtet und bestmöglich geneigt sind, um Potenziale für Verschmutzungen und Verschattungen von Anfang an so klein wie möglich zu halten.

Photovoltaik-Begriffe I-M

Zum Abschluss einer jeden Photovoltaikanlageninstallation sollte Ihnen der praktizierende Installateur, Solarteuer bzw. Elektrotechniker ein Inbetriebnahmeprotokoll aushändigen, wenn der Inbetriebnahme nichts mehr im Wege steht und die Anlage ab sofort für Sie „arbeiten“ darf.

Klären im Vorfeld am besten mit dem Netzstellenbetreiber die Form sowie den Umfang des Inbetriebnahmeprotokolls ab und ob es auch als Dokument zur Einspeiseberechtigung anerkannt wird. Mit dem Inbetriebnahmeprotokoll werden noch weitere Pflichten ihrerseits erfüllt: Es gilt als Versicherungsnachweis und Startpunkt für die laufende gesetzliche Gewährleistungsfrist.

Folgende Daten werden üblicherweise dokumentiert:

  • Datum und Uhrzeit der Inbetriebnahme
  • Ihre Adresse als Betriebsstandort
  • Ihre Namen als Anlagenbetreiber
  • aktuelle Nennleistungen und Wirkungsgrade
  • Erzeugungsart (Photovoltaik)
  • Herstellerdaten
  • Angaben zum Einspeisemanagement
  • Durchführender Installateur / Unternehmen
  • Angaben zu elektrischen Anschlüssen
  • Übersicht installierter Komponenten
  • Angaben zur Taktung von Wartungsarbeiten
  • ggf. Angaben zur Überwachungstechnik, Smart Home Installationen…
  • ggf. Daten aus Testmessungen

Kilowatt-Peak (kWp) fungiert als Maßeinheit für die maximale Nennleistung einer PV-Anlage. Die maximalen Nennleistungen einzelner Module werden meistens nur in Watt-Peak (Wp) angegeben. 1 kWp entspricht dabei 1.000 Wp. Die kWp-Angaben der Hersteller fußen auf Testungen, die diese in Ihren Laboren an ihren Modulen durchführen.

Verschiedene Faktoren, wie zum Beispiel witterungsbedingte Reduktionen von Strahlungsintensitäten, nachteilige Dachausrichtungen und Neigungswinkel, Verschattungen oder Verschmutzungen sorgen jedoch immer wieder mal dafür, dass diese Spitzenleistungen nicht abgerufen werden können. Auch zu hohe Lichteinstrahlungen können den Modulen schaden und Minderungen bezüglich ihrer Wirkungsgrade hervorrufen.

Nichtsdestotrotz handelt es sich bei der maximalen Nennleistung um ein einheitliches Messkonzept, sodass die Kilowatt-Peak-Angaben beim Durchstöbern von Angeboten als Vergleichsmaßstab dienlich sind.

Die Kilowattstunde kennzeichnet den Verbrauch bzw. die Produktion von Energiemengen pro Stunde durch ein Gerät. Der Verbrauch an Kilowattstunden wird errechnet, indem man die Leistung in Kilowatt mit den Verbrauchsstunden multipliziert (oder die Leistung in Watt mal Verbrauchstunden nimmt und dieses Produkt durch 1000 dividiert).

Sie wollen herausfinden, wie viel Kilowattstunden Strom Ihre PV-Anlage am Tag unter Optimalbedingungen generieren kann?

Nehmen wir an, Ihre PV-Anlage hat eine Anlagengesamtleistung von 10 kWp. Dann teilen Sie diese 10.000 Wp einfach durch 365 Tage und Sie erhalten 27,39 kWh am Tag. Dieser Wert büßt jedoch vor dem Hintergrund stark variierender Ausprägungen von Kriterien, die auf die Leistung Einfluss nehmen, an Aussagekraft ein. Es kann also durchaus sein, dass an schneereichen oder wolkenverhangenen Tagen die genannte Anlage bspw. nur 10 bis 15 kWh, aber im Hochsommer bei günstigen Strahlungseinfällen sogar 35 oder 40 kWh Strom am Tag erzeugt.

Eines der wichtigsten bundesweiten Förderprogramme für der Errichtung von Photovoltaikanlagen ist das Förderprogramm 270 der KFW (Kreditanstalt für Wiederaufbau).

Alle wichtigen Informationen dazu, haben wir bereits an anderer Stelle zusammengetragen. Hier können Sie sie abrufen!

Oft fällt das Schlagwort „Klimaneutralität“ oder eine Abwandlung davon im gleichen Atemzug mit dem Begriff „Photovoltaik“. Fakt ist, dass gegenüber der Nutzung von industriell erzeugtem Netzstrom signifikant weniger Treibhausgase, wie Kohlenstoffdioxid oder Methan bei der Produktion von Photovoltaik-Komponenten freigesetzt werden. Lediglich die Herstellung von Silizium-Wafern verursacht vergleichsweise hohe CO2-Emissionen. Beim Betrieb einer Photovoltaik-Anlage sind die Ausstöße dagegen verschwindend gering. Der CO2-Fußabdruck von Braunkohlestrom ist derweil um die 50x schwerwiegender.

Von Klimaneutralität kann bei PV-Anlagen ab dem Zustand gesprochen werden, zu dem sie mehr Emissionen eingespart haben, als bei ihrer Fertigung und ihrem Transport aufgebracht werden mussten. Zeitgenössische Anlagen erreichen den Status der Klimaneutralität spätestens nach 2 Jahren. Dadurch ist Photovoltaik zu einer wichtigen Komponente in der Energiewende geworden und wird durch zahlreiche Förderprogramme vorangetrieben.

Die Kollektorfläche setzt sich zusammen aus den addierten Moduleinzelflächen oder dem Produkt aus der normierten Einzelfläche und der Modulanzahl. Beispiel:

25 Module x 2,0 m² = 50 m²

Interessant ist es, die Kollektorfläche mit der Maßzahl Kilowatt-Peak (kWp) zu kontextualisieren, um in Erfahrung zu bringen, welche Fläche der Anlage 1 kWp Leistung erbringt. Nehmen wir wieder an, wir haben eine Anlage mit 10 kWp Leistung, so wird in diesem Rechenbeispiel 1 kWp Leistung auf einer Modulfläche von 5 m² (50 m² / 10 kWp) erzeugt.

Einen großen Gefahrenherd beim Betrieb von Photovoltaikanlagen birgen zu hohe Leerlaufspannungen. Probleme treten vor Allem bei reihengeschalteten Modulen auf. In dieser Konstellation addieren sich nämlich neben den Nennleistungen auch die Leerlaufspannungen zu hohen dreistelligen oder niedrigen vierstelligen Werten, die viele Wechselrichter mit ihren Toleranzbereichen nicht mehr verarbeiten können. Kurzschlüsse, Brände oder Personenschäden (im schlimmsten Fall mit Todesfolge) können daraus resultieren.

Abhilfe bei zu hohen Leerlaufspannungen können Sie sich selbst schaffen, indem Sie die Module in Strings aufgliedern und damit die Gesamtleerlaufspannung um den Faktor der Stringanzahl reduzieren. Aus vorher bspw. 1200 Volt Gesamtleerlaufspannung werden bei 3 Strings 3 x 400 Volt.

Unterschreiten die Photovoltaikmodule die empfohlenen Spannungswerte dagegen, so müssen Sie mit Leistungseinbußen rechnen. Welche Leerlaufspannungen empfohlen sind, hängt von den Modulen an sich und der Gesamtgröße der Anlage ab. Auskünfte bei den Herstellern oder Rücksprachen mit den Installateuren helfen Ihnen, um auf der sicheren Seite zu sein.

Leistungstoleranzen werden in „+/- x %“ angegeben und beziehen sich auf die Nennleistung der Module. Auch bei genormten, automatisierten Herstellungsprozessen kann nicht durchgängig garantiert werden, dass jedes Modul desselben Fabrikats die gleiche Nennleistung aufbringt, weil jedes darin befindliche Set an Zellen andere Kristallstrukturen hat. Daher sichern sich die Hersteller mit der Leistungstoleranz gegen diese Umstände rechtlich ab.

Ein Modul mit herstellerseitig angegebener Nennleistung von 370 Wp und einer Leistungstoleranz von „+/- 3%“ kann somit zwischen 359 und 381 Wp Nennleistung erbringen.

Diese Möglichkeit der Abweichung nach oben hinaus kann für Sie durch die potenzielle Mehrleistung vorteilsstiftend sein – allerdings nur dann, wenn auch der Wechselrichter für die höhere Leistung ausgelegt ist. Das sollten Sie vor dem Kauf unbedingt überprüfen!

Im Laufe der Zeit können Photovoltaik-Module nicht nur von Leistungseinbußen betroffen sein, die durch äußere Faktoren auftreten, sondern auch einem natürlichen Verschleiß anheimfallen. Bei Dickschichtmodulen rechnet man im Regelfall mit graduellen Einbußen von circa 0,5% pro Jahr, sodass nach 30 Jahren die Leistung um 15% gesunken ist.

Dünnschichtmodule verlieren im Rahmen der Anfangsdegradation leider schon oftmals mindestens ein Fünftel ihrer Leistung, die dann aber mit fortschreiten der Einsatzjahre beständig bleibt.

Mehr Infos zum Leistungsverlust können Sie auch unter dem Begriff Degradation nachlesen.

Beim Marktstammdatenregister (MaStR) nehmen Sie die Voranmeldung Ihrer Photovoltaikanlage vor. Die eigentliche Anmeldung übernimmt der Installateur, der Ihre Anlage in Betrieb nimmt und für Sie das Inbetriebnahmeprotokoll anfertigt.

Unter der Federführung der Bundesnetzagentur sammelt das MaStR Daten von Strom- und Gaserzeugungsanlagen und Marktteilnehmern wie Anlagenbesitzern, Netzstellen und Energielieferanten.

Modulklemmen sind der Oberbegriff für alle Varianten an Klemmen, mit denen man PV-Module an verschiedenen Untergründen und Elementen befestigt.

Es gibt sie unter anderem als Erdungsklemmen, Mittelklemmen und Endklemmen.

In Abhängigkeit von der Bauart halten PV-Module im Durchschnitt über bestimmte Zeitspannen ihre Leistungen in für den wirtschaftlichen Betrieb noch geeigneten Prozentanteilen aufrecht. Danach unterschreiten sie im Regelfall die Untergrenze und müssen ausgetauscht werden oder sie gehen gänzlich kaputt.

Bei heutzutage üblichen Produktgarantien von 25 bis 30 Jahren ist davon auszugehen, dass die Hersteller, die sich rechtlich nicht aufs Glatteis begeben wollen, in ihre Garantieversprechen einen Puffer einbauen und somit eine Mindestlebensdauer garantieren. Folglich halten viele Module im Mittel mehr als 30 Jahre. Wenn Sie Glück haben und die Module gut pflegen, können Sie sie sogar bis zu 40 Jahre im Einsatz haben.

Montageschienen sind äußerst wichtig, da auf ihnen die PV-Module aufliegen. Es sind also Halterungen. Sie werden mit den Dachhaken und der Unterkonstruktion verschraubt.

Alle wichtigen Infos zu MPP-Trackern haben wir schon an dieser Stelle für Sie zusammengefasst.

Photovoltaik-Begriffe N-Q

Dotierungen haben einen erheblichen Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit der Silizium-Halbleiter in den Photovoltaik-Modulen und damit auch auf deren Leistungen. Bei n-dotierten Solarzellen werden die Silizium-Halbleiter zusätzlich mit Fremdatomen von Phosphor, Arsen oder Antimon bestückt, die jeweils fünf statt vier Außenelektronen wie die Halbleiter führen.

Damit steht immer ein zusätzliches, ungebundenes Elektron zur Verfügung, dass den Stromtransport ermöglicht. N-Dotierungen treten im Regelfall auf den sonnenzugewandten Modulseiten auf. Bei Heterojunction-Modulen kommen sie auf der Unterseite zum Einsatz, die mit Phosphor legiert ist.

Der Neigungswinkel beschreibt in der Einheit Grad die Ausrichtung eines Moduls gegen die Sonne, wenn es auf einem jeweiligen Trägerobjekt angebracht ist. Im Optimalfall sind die PV-Module in einem Winkel zwischen 27 und 32 Grad gegen die Sonne geneigt, um bestmögliche Leistungsresultate zu erzielen. Auf allen Flachdächern, aber auch auf einigen Schrägdächern wären die Module nicht optimal geneigt, würde man sie einfach so auf das Trägerobjekt aufliegend anbringen. Daher werden sie über Aufständerungen korrekt eingeneigt.

Die Nennleistung bzw. Peakleistung in der Einheit Wp (Watt-Peak) gibt an, wie viel Leistung ein PV-Modul unter laborgetesteten Optimalbedingungen erbringen kann. Dabei werden keine potenziell leistungsbeeinträchtigenden Faktoren berücksichtigt, sodass Sie als Käufer davon ausgehen müsst, dass die Module die meiste Zeit über etwas weniger Leistung, aber manchmal sogar auch mehr Leistung erbringen können.

Gängige Nennleistungen verschiedener Modularten:

  • Monokristalline Module: 350 bis 700 Wp
  • Polykristalline Module: 200 bis 350 Wp
  • Dünnschichtmodule: 50 bis 100 Wp
  • PERC-Module: 180 bis 500 Wp
  • Heterojunction-Module: 340 bis 680 Wp
  • Glas-Glas-Module: 380 bis 580 Wp
  • Glas-Folie-Module: 50 bis 700 Wp

Diese Kontroll- und Schutzeinrichtung überwacht sicherheitskritische Parameter Ihrer PV-Anlage und koppelt die Anlage bei gefahrenverheißenden Werten direkt vom Netz ab. Sowohl Sie selbst, als auch das Personal des Netzbetreibers und andere Strombezieher werden durch den Netz- und Anlagenschutz vor Schäden abgesichert.

Tiefergehende Informationen finden Sie an dieser Stelle.

Netzgekoppelte PV-Anlagen sind zum Zwecke der Voll- oder Teileinspeisung mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. Die meisten privaten PV-Anlagen werden in diesem System errichtet. Man nennt sie auch On-Grid-Systeme.

Es gibt auch nicht-gekoppelte PV-Anlagen. Sie werden auch Off-Grid-Systeme oder Inselanlagen genannt und entsprechen einer 100%igen Autarkie, weil keine Verbindung zum öffentlichen Stromnetz bei diesen hergestellt ist. Allerdings werden Inselanlagen nur für kleinere oder punktuelle Bedarfe eingesetzt, zum Beispiel auf Alm- und Berghütten, kleineren Ställen, Caravandächern oder Wohnbooten. Auch Balkonkraftwerke können als Inselanlagen konzipiert sein.

Für beide Systeme werden natürlich PV-Module und Wechselrichter benötigt. Damit Eigenbedarf und Leistung immer zueinander im idealen Verhältnis stehen, sorgt bei Inselanlagen ein Spannungsumwandler. Weiterführend sollte eine Inselanlage zu eben diesem Zweck auch immer mit einem (laderegelnden) Stromspeicher verbunden sein, was bei netzgekoppelten Anlagen nur eine optionale Komponente ist.

NOCT ist die Abkürzung für „Nominal Operating Cell Temparature“ und beschreibt die Betriebstemperatur der im Modul eingesetzten Solarzellen unter normalen Bedingungen.

Beim NOCT-Testkonzept nach Richtlinien der International Electrotechnical Commission (IEC) werden die Module ganz bestimmten Bedingungen ausgesetzt. Die Umgebungstemperatur muss 20 Grad Celsius, die Bestrahlungsstärke 800 W/m² und die Windgeschwindigkeit 1 m/s betragen. Die dann gemessene Temperatur des PV-Moduls ist dann die NOCT-Temperatur und wird von vielen Herstellern auch in den Datenblättern der jeweiligen Produkte angegeben.

Höhere NOCT-Temperaturen gehen leider zu Lasten der Leistung und der Wirkungsgrade der Solarzellen. Denn dadurch steigt auch die Bewegungsfreudigkeit der Elektronen im Halbleitermaterial und weniger Strom wird produziert. Niedriger NOCT-temperierte Module halten dagegen auch höheren Umgebungstemperaturen besser stand, weil sie sich nicht so schnell und stark aufheizen und ihre Nennleistungen und Wirkungsgrade besser beibehalten.