Photovoltaik

Beispiele aus unseren Referenzen

Materialien zur Herstellung von Photozellen

Das Grundmaterial zur Erzeugung von Strom in Solarmodulen ist das Halbleitermaterial. In dieser Übersicht stellen wir Ihnen die verschiedenen Varianten vor.

Die Module, welche Sie in der Regel zu Gesicht bekommen, bestehen aus Silizium und hier wiederum sind es hauptsächlich die Mono- und Polykristallinen Zellen, welche den Hauptanteil decken. Unter diesen gibt es für den Anwender praktisch keine Unterschiede. Die Herstellung der Zellen ist vollautomatisiert und birgt die geringsten Qualitätsrisiken.

Mehr entscheidend im Falle von richtig billigen Angeboten ist die Verarbeitung der Zellen zu Modulen. Die zwei am meisten verbreiteten Probleme dabei sind die leitende Verbindung der Zellen untereinander und die Laminierung der Zellen zwischen dem Glas und der Rückseite des Moduls.

1. Siliziumzellen

  • Monokristalline Zellen (c-Si) großtechnisch Wirkungsgrad über 20 %, Leistungsdichte 20-50 W/kg; gut beherrschte Technik; allerdings erfordert die Herstellung einen sehr hohen Energieeinsatz, der sich negativ auf die Energierücklaufzeit auswirkt.
  • Multikristalline Zellen (mc-Si) inzwischen sind großtechnisch Wirkungsgrade bis 16 % möglich, relativ kurze Energierücklaufzeiten, z. Z. (9/2008) die Zelle mit dem günstigsten Preis-Leistungs-Verhältnis. Experimentelle Zellen erreichen bis zu 18,6 % Wirkungsgrad[2].
  • Amorphes Silizium (a-Si) * Dünnschicht höchster Marktanteil bei den Dünnschichtzellen; Modulwirkungsgrade zwischen 5 und 7 %, Leistungsdichte bis ca. 2000 W/kg; keine Material-Engpässe selbst bei Produktion im Terawatt-Maßstab
  • Kristallines Silizium, z. B. mikrokristallines Silizium (µc-Si) in Kombination mit amorphem Silizium höhere Wirkungsgrade bis 10 %[3]; Herstellung ähnlich zu amorphem Silizium

2. III-V-Halbleiter-Solarzellen * GaAs-Zellen –
hohe Wirkungsgrade (derzeit bis 41,1%[4]), sehr temperaturbeständig, geringerer Leistungsabfall bei Erwärmung als kristalline Siliziumzellen, robust gegenüber UV-Strahlung, sehr teuer in der Herstellung, werden häufig in der Raumfahrt eingesetzt (Galliumindiumphosphid, (Ga,In)P/Galliumarsenid, GaAs/Germanium, Ge). Tripelzellen (Mehrfachsolarzellen mit drei monolithisch gestapelten p-n-Übergängen) haben den höchsten kommerziell lieferbaren Wirkungsgrad von fast 30 % mit einer Leistungsdichte von 50 W/kg (bei 17% um 1000 W/kg).

3. II-VI-Halbleiter-Solarzellen * CdTe-Zellen, sind großtechnisch durch Chemical Bath Deposition oder Chemische Gasphasenabscheidung sehr günstig herstellbar; für eine Laborsolarzelle sind schon etwa 16 % erreicht worden, Modul-Wirkungsgrade inzwischen (2007) bei 10 %, Langzeitverhalten noch nicht bekannt. Die RoHS-Richtlinie ist kein Hindernis für eine breite Markteinführung, da im gesamten Lebenszyklus von CdTe-Solarzellen weniger Cd in die Umwelt abgeben wird, als bei allen anderen denkbaren Anwendungen freigesetzt würde [5].

4. I-III-VI-Halbleiter-Solarzellen * CIS-, CIGS-Solarzellen (Chalkopyrite)
steht für Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid bzw. Kupfer-Indium-Disulfid. Es existiert eine Fabrik zur Fertigung von Kupfer-Indium-Diselenid-Modulen u. a. bei der Firma Würth Solar in Schwäbisch Hall und bei der CIS Solartechnik GmbH in Hamburg. Eine Pilotfertigung von Solarmodulen auf Basis von Kupfer-Indium-Disulfid steht bei der Firma Sulfurcell in Berlin. Es entsteht derzeit eine Pilotfertigung von Solarmodulen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid in Uppsala/Schweden. Diese Hersteller planen, ab 2007 Solarmodule in Massenproduktion herzustellen. Der Wirkungsgrad beträgt 12-15 %, die Leistungsdichte ist größer 1500 W/kg.

5. Organische Solarzellen
Die organische Chemie liefert Werkstoffe, die möglicherweise eine kostengünstige Fertigung von Solarzellen erlauben. Bisheriger Nachteil ist ihr deutlich schlechterer Wirkungsgrad und die recht kurze Lebensdauer (max. 5000 h) der Zellen. Es gibt noch keine kommerziell erhältlichen Zellen oder Module mit dieser Technologie (Stand Januar 2007). Die Firma Konarka Technologies GmbH, Nürnberg, will 2008 mit organischen Kollektoren für Mobilgeräte auf den Markt kommen. [6]

6. Farbstoffzellen oder auch Grätzel-Zellen nutzen organische Farbstoffe zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie; ein Vorgang, der an die Photosynthese anlehnt. Sind meistens lila. Diese Zellen liefern den besten Wirkungsgrad aller organischen Solarzellen von über 10 %, haben jedoch aufgrund aggressiver Elektrolyte eine begrenzte Lebensdauer.

7. Halbleiter-Elektrolytzellen
B. Kupferoxid/NaCl-Lösung. Sehr einfach herstellbare Zelle, jedoch in Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit limitiert.

Förderung von Photovoltaikanlagen

Photovoltaik-Anlagen wurden vor allem durch die sog. Einspeisevergütung gefördert, aber es gibt auch spezielle Kreditprogramme der KFW- Bank.

Prizipiell ist der Punkt überschitten, ab dem eine PV-Anlage, welche für den Eigenverbrauch gebaut wird, sich durch die Ersparnisse beim Stombezug von selbst finanziert.

Die folgende Liste wird aufgrund der kotinuierlichen Absenkung der Einspeisevergütung vorerst nicht mehr aktualisiert, aktuelle Bedingungen finden sie z.B. auf www.sfv.de  oder www.solarserver.de

Inbetriebnahme

bis 10 kW

bis 40 kW

bis 100 kW

1.10.2020

8,64 Cent 

8,40 Cent 

6,59 Cent 

Danach monatlich minus 0,12 Cent
 

Eigenverbrauchsregelung: Strom aus Gebäudeanlagen bis 30 kW, der raumnah vom Betreiber oder Dritten verbraucht wird, kann seit 2009 auch vergütet werden. Zusätzlich eingespeister Strom wird dann zu üblichen Vergütungen verrechnet. Damit entsteht in Verbindung mit der gesparten Summe für Stromeinkauf eine höhere Vergütung.

Leistungsstufen: Die Vergütung erfolgt anteilig: Bei einer Anlagenleistung von 40 kW wird beispielsweise für die ersten 30 kW Maximalvergütung pro kWh gezahlt, für die restlichen 10 kW anteilig eine niedrigere Vergütung verrechnet.

Die Vergütung für eine installierte Anlage wird über 20 Jahre konstant gezahlt, plus den verbleibenden Monaten des Jahres der Inbetriebnahme (also bis zu knapp 21 Jahre).

Der Betreiber einer Solaranlage kann sich als Unternehmer beim Finanzamt einstufen lassen und kann ausgegebene Umsatzsteuern mit eingenommenen Umsatzsteuern verrechnen.

EEG-Vergütungen sind in Netto-Preisen angegeben.

Das KfW-Programm Erneuerbare Energien dient der langfristigen Finanzierung von Maßnahmen zur Nutzung Erneuerbarer Energien zu einem günstigen Zinssatz. Im Programmteil “Standard” wird die Nutzung Erneuerbarer Energien zur Erzeugung von Strom bzw. Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) gefördert.                       

Konditionen: Bis zu 100 % der förderfähigen Netto-Investitionskosten (ohne MwSt.). Laufzeiten 5, 10 und 20 Jahre. Dazu gibt es für ehrgeizigere Projekte eine Reihe spezieller Kredite mit Zuschüssen oder stark verbilligten Zinsen.

Photovoltaik-Anlagen: Was tun im Brandfall? - Die Vorschriften beachten

Nach §29 der Unfallverhütungsvorschrift „Feuerwehren”, das ist bekannt, müssen Sie bei Einsätzen in elektrischen Anlagen und in deren Nähe Maßnahmen treffen, „die verhindern, dass Feuerwehrangehörige durch elektrischen Strom gefährdet werden“. Dazu zählt auch die Verwendung geeigneter Hilfsmittel (isolierte Werkzeuge, Erdungsstangen, Kurzschließeinrichtungen, isolierende Abdeckungen, isolierende Schutzbekleidung…). Außerdem ist die DIN VDE 0132 „Brandbekämpfung im Bereich elektrischer Anlagen“ zu beachten. Eine Unterweisung der Einsatzkräfte ist Pflicht.

Fazit: Eine Photovoltaikanlage ist eine elektrische Anlage, die Sie grundsätzlich als unter Spannung stehend betrachten müssen. Dennoch schätzt zum Beispiel die Hanseatische Feuerwehr-Unfallkasse Nord Risiko beim Einsatz als relativ gering ein. Sie müssen aber, auch im Zweifelsfall, immer die bekannten Sicherheitsabstände einhalten. Unabdinglich ist auch die gründliche Lager-Erkundung beim Eintreffen an der Einsatzstelle.

Klären Sie immer ab, ob eine Photovoltaikanlage vorhanden ist, um auf die Gefahren entsprechend reagieren zu können. Idealerweise nehmen Sie mit dem Betreiber der Anlage schon vor einem Schadenfall Kontakt auf, um sich über ihre Besonderheiten zu informieren.

Checkliste zur Angebotsüberprüfung und weiterführende Links

Verlustabschläge nicht hinnehmen

Einige Solar-Anlagenbetreiber sind Eigentümer einer Stichleitung, die ihr Anwesen mit dem Netz für die allgemeine Versorgung mit Elektrizität verbindet.

Manche Netzbetreiber ziehen in solchen Fällen von der EEG-Einspeisevergütung einen Verlustabschlag in Höhe eines oder mehrerer Prozente ab, mit der Begründung, es würden Verluste auftreten, die nicht im Netz für die allgemeine Versorgung mit Elektrizität entstehen.

Einige Netzbetreiber haben sogar mit dieser Zielrichtung verlangt, dass die Anlagenbetreiber die Stichleitung ins Eigentum übernehmen.

Hier werden vom Netzbetreiber Eigentumsverhältnisse und Verantwortungsbereich verwechselt.

In der Stichleitung fließt – unabhängig von den Eigentumsverhältnissen – Solarstrom zur allgemeinen Versorgung mit Elektrizität. Somit gehört diese Leitung zum Verantwortungsbereich des aufnahmepflichtigen Versorgungsnetzbetreibers. Dies ergibt sich auch aus der Entscheidung des BGH vom 10.11.04 Az. VIII ZR 391/03.

Nehmen Sie solche Verlustabschläge nicht hin und verweisen Sie dabei auf das o.a. BGH-Urteil.

Dazu eine Mitteilung der BGH-Pressestelle vom 10.11.04 in Auszügen

Nr. 132/2004                                                                                                 

Begriff des Netzausbaus in § 10 Abs. 2 EEG (alte Fassung)

Der (…) VIII. Zivilsenat des Bundesgerichtshofs hat entschieden, dass die Versorgungsleitung eines Energieversorgungsunternehmens, die nur das Anwesen eines einzelnen Anschlussnehmers mit der nächstgelegenen Umspannstation verbindet und mit elektrischer Energie aus einem der allgemeinen Versorgung dienenden Netz versorgt, als Teil dieses Netzes anzusehen ist. Wird die Stichleitung verstärkt, damit der Abnehmer als Rücklieferer den von ihm aus einer Photovoltaikanlage gewonnenen Strom in das Netz des Energieversorgungsunternehmens einspeisen kann, so wird nicht ein Netzanschluss nach § 10 Abs. 1 EEG a. F. hergestellt, sondern das bestehende Netz ausgebaut. Die Kosten dafür trägt nach § 10 Abs. 2 Satz 1 EEG a. F. der Netzbetreiber.

In dem der Entscheidung zugrundeliegenden Fall hatte der Kläger im Jahre 2002 auf seinem Stallgebäude eine Photovoltaikanlage errichtet. Den damit erzeugten Strom liefert er in das Netz der Beklagten, (…). Die bestehende Niederspannungs-Freileitung der Beklagten von der Umspannstation bis zum Dachständeranschluss auf dem Hof des Klägers war jedoch zu schwach ausgelegt, um diesen Strom aufnehmen zu können. Die Beklagte brachte daher auf den vorhandenen Masten ein zusätzliches Kabel an.

Dass die bestehende Stichleitung Teil des Netzes für die allgemeine Versorgung ist, hat der Bundesgerichtshof aus dem Wortlaut und aus Sinn und Zweck des EEG abgeleitet, welches eine umweltverträgliche Energieversorgung unter Privilegierung kleiner und mittlerer Energieerzeugungsanlagen und unter Vermeidung volkswirtschaftlich unsinniger Kosten fördern soll. Die notwendigen Kosten eines Netzausbaus, der infolge neu anzuschließender Anlagen erforderlich wird, trägt nach § 10 Abs. 2 Satz 1 EEG in der bis zum 31. Juli 2004 geltenden Fassung (a. F.) der Netzbetreiber. Der Anlagenbetreiber hat nach § 10 Abs. 1 Satz 1 EEG a. F. nur die notwendigen Kosten des Anschlusses seiner Anlage an den technisch und wirtschaftlich günstigsten Verknüpfungspunkt des Netzes zu tragen. (…)

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