Das Installieren einer Photovoltaikanlage auf dem Hausdach ist mittlerweile die populärste Methode, um Strom nachhaltig und klimafreundlich zu gewinnen. Dabei gilt grundsätzlich, je besser und moderner die technischen Bestandteile der Photovoltaikanlage sind, desto langfristiger ist der Stromertrag höher und desto wirtschaftlicher sind sowohl die Anschaffung als auch der Betrieb der Photovoltaikanlage. Solche Anlagen werden beispielsweise von der Fiegl & Spielberger GmbH angeboten.
Um Strom mittels Photovoltaik erzeugen zu können, setzt sich technisch die Photovoltaikanlage in der Grundversion aus Solarmodulen, einem Wechselrichter, einer Unterkonstruktion, einem Stromzähler sowie zahlreichen Komponenten der Anschlusselektrik und Verkabelung zusammen. Anlagen in der Grundversion sind nur wenig wirtschaftlich. Der von ihnen erzeugte Strom muss entweder sofort durch den eigenen Haushalt verbraucht oder sofort in das Energienetz eines Energieversorgers eingespeist werden. Da Strom aus Photovoltaik jedoch hauptsächlich tagsüber erzeugt wird, reicht in den Abendstunden der Stromertrag regelmäßig nicht aus, um den eigenen Strombedarf zu decken. Strom muss dann teuer von einem Energieversorger eingekauft werden.
Für mehr Wirtschaftlichkeit muss die Photovoltaikanlage zusätzlich mit einem Stromspeicher ausgestattet sein. Der tagsüber erzeugte Strom kann dann kontinuierlich solange gespeichert werden, bis er tatsächlich benötigt wird, weil die Sonne gerade nicht ausreichend scheint (meist Abend- und Nachtstunden), um den aktuellen Strombedarf zu decken.
Als Stromspeicher kommen bei Photovoltaikanlagen Batterien zum Einsatz. Photovoltaikanlagen für den privaten Gebrauch werden entweder mit Bleibatterien oder Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet. Solche Batterien lassen sich beim Neukauf der Photovoltaikanlage leicht als technischer Bestandteil der Anlage einplanen. Bestand- Photovoltaikanlagen können grundsätzlich nachgerüstet werden. Hier lohnt es sich, in einen Stromspeicher zu investieren, der technisch so einbaureif aufbereitet ist, dass er vor dem Wechselrichter eingebaut werden kann. Denn ein vor dem Wechselrichter eingebauter Stromspeicher minimiert beim Wechselrichter den Stromverlust. Der Gesamtwirkungsgrad der Photovoltaikanlage lässt sich so auf 93 % steigern.
Ein wesentlicher Kostenfaktor beim Stromspeicher ist die Speicherkapazität. Ein überdimensionierter Stromspeicher führt zu für den Zweck überhöhten Anschaffungs- und Betriebskosten. Ein unterdimensionierter Stromspeicher hingegen kann bewirken, dass der Stromertrag nicht ausreicht, um den Strombedarf zu decken. Dann ist Strom teuer einzukaufen. Grundsätzlich sollte die Speicherkapazität des Stromspeichers so groß sein, dass der Haushalt sich selbst mit Solarstrom vom Abend bis hin zum nächsten Morgen versorgen kann. Als Basis für die Berechnung der Speicherkapazität kann der mittlere Jahresstromverbrauch dienen. Bei einem Vier-Personen-Haushalt mit einem Verbrauch von 4.500 Kilowattstunden (kWh) reicht z. B. eine Speicherkapazität von 4 bis 6 kWh aus.
Neben der Speicherkapazität, gilt es ebenso, die physikalischen Eigenschaften der Batterien zu betrachten. Lithium-Ionen-Batterien sind gegenüber Bleibatterien in der Anschaffung zwar kostenintensiver, sie weisen aber eine Lebensdauer von 15 Jahren auf. Die Lebensdauer von Bleibatterien hingegen beträgt zwischen 5 und 10 Jahren. Abhängig von der Anzahl der benötigten Batterien (Stromkapazität des Speichers) und dem eigenen Nutzungsverhalten (Lade-Entlade-Zyklen als Maßstab der Lebensdauer) können Lithium-Ionen-Batterien wirtschaftlicher sein.
27 Januar 2020
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