Photovoltaik

Photovoltaik (PV) ist eine von vielen Möglichkeiten der erneuerbaren Energiegewinnung. Hierbei wird die Solarstrahlung der Sonne in Elektrizität umgewandelt und verwertet. Erneuerbare Energiequellen decken rund 26 Prozent der gesamten Brutto-Energieerzeugung Deutschlands ab. Photovoltaik beteiligt sich hierbei mit 6 Prozent und entspricht einer elektrischen Energie von 35 Terawattstunden. Kernkraftwerke beteiligen sich vergleichsweise mit 16 Prozent.
Der aktuelle Markt wird von Siliziumzellen (über 90 %) dominiert, wobei sich die gebräuchlichsten Zellentechnologien in Polykristalline-, Monokristalline- und Dünnschichtzellen unterscheiden. Jede Technologie besitzt Vor- und Nachteile, welche Hauptsächlich mit Schichtdicke, Wirkungsgrad und Kosten verbunden sind.

Grobe Kostenschätzung einer 15 Kilowatt (kW) PV-Anlage:
Die Kostenabschätzung einer PV-Anlage wird mit Standarttestbedingungen (STC) errechnet. Die einfallende STC-Sonnenleistung beträgt 1000 Watt pro Quadratmeter. Da bei der Umwandlung von Energien stets ein Energieverlust auftritt, muss der obige STC-Wert mit einem Wirkungsgrad versehen werden, welcher abhängig von der genutzten Zellentechnologie bei circa 15 Prozent liegt. Schließlich berechnet sich die verwertbare Leistung der Sonne zu 140 Watt pro Quadratmeter.

  • Abschätzung der benötigten Fläche einer PV-Anlage
    Die benötigte Anlagen-Fläche berechnet sich aus dem Verhältnis zwischen Anlagenleistung (15 kW) und verwertbarer Sonnenleistung (140 kW). Eine solche Anlage benötigt eine Fläche von 107 Quadratmetern.
  • Abschätzung der zu erntenden Anlagen-Energie pro Jahr
    Die jährliche Ernte-Energie ist abhängig vom Standort der PV-Anlage und erreicht in südlichen Regionen höhere Erträge. Am Standort Hessen liegen die jährlichen Energiewerte durchschnittlich bei 1030 Kilowattstunden pro Quadratmeter. Multipliziert mit Wirkungsgrad und Anlagen-Fläche ergibt sich ein jährlicher Energieertrag von 15450 Kilowattstunden.
  • Abschreibungszeitraum der PV-Anlage
    Hierzu wird die Einspeisevergütung (bspw. 0,1231 Euro pro Kilowattstunde) benötigt, welche je nach Anlagen-Leistung und dem Zeitpunkt der Anlagen-Inbetriebnahme variiert. Zunächst berechnet sich der jährliche Anlagen-Gewinn aus dem Produkt von Einspeisevergütung und jährlicher Anlagen-Energie zu 1902 Euro. Der abgeschätzte Preis einer 15 Kilowatt PV-Anlage berechnet sich aus dem Produkt des Modulpreises (circa 1500 Euro pro Kilowatt) und der Anlagen-Leistung zu 22500 Euro. Schließlich berechnet sich der Abschreibungszeitraum der PV-Anlage aus dem Verhältnis zwischen Anlagen-Preis (22500 Euro) und jährlichem Anlagen-Gewinn (1902 Euro pro Jahr) zu 11,8 Jahren. Ab diesem Zeitpunkt liefert die PV-Anlage reinen Gewinn.