Komponenten einer PV Anlage

Jede PVA besteht in der Grundausführung aus 4 Komponenten: dem Solarmodul, dem Wechselrichter, dem Stromzähler und dem Einspeisezähler. Die dafür erforderlichen Leitungen innerhalb der PVA und die elektrischen Leitungen im Hause sind natürlich notwendige Voraussetzungen. Optional können einer PVA weitere Teile hinzugefügt werden wie z.B. ein Monotoring-System, das den Betrieb und den aktuellen Ertrag überwacht. Zukünftig kommen auch Speichereinrichtungen hinzu, die gegenwärtig eine erhöhte Bedeutung erlangen. Denn nicht nur die Einspeisung des selbst erzeugten Stroms in das öffentliche Netz, sondern auch der Eigenverbrauch wird mittlerweile vergütet, ab 30 % sogar mit einer deutlich höheren Quote. Für die Rentabilität in der Stromproduktion sind die Module und der Wechselrichter verantwortlich, für die Rentabilität in der Verwaltung die Stromzähler.

Solarmodule

Solarmodule bestehen aus einer Vielzahl von Solarzellen, die sehr unterschiedlich gefertigt sein können und unterschiedliche Wirkungsgrade aufweisen, obwohl sie zu 95 % aus Silizium hergestellt werden. Monokristalline Solarzellen erhalten ihre Struktur unter hohem Energieaufwand, haben aber den höchsten Wirkungsgrad (14 % bis 18 %). Polykristalline Solarzellen arbeiten mit einer weniger aufwändigen Struktur, die immerhin noch 10 % bis 14 % Wirkungsgrad erreichen. Nur amorphe Solarzellen, deren Struktur weitgehend unbehandelt bleibt, liegen mit 5 % bis 8 % Wirkungsgrad deutlich darunter. Eine neue Entwicklung sind die so genannten CIGS, die Elemente wie Kupfer, Indium, Gallium, Selen oder Schwefel, die den Bereich zwischen den amorphen und den polykristallinen Solarzellen besetzen. Allerdings ist die Entwicklung hier noch nicht abgeschlossen. Es gibt bereits CIGS, die im Wirkungsgrad über den von polykristallinen Solarzellen hinaus gehen. Als Dünnschichtmodule sparen sie zudem Gewicht und sind zudem durch das Trägermaterial besser in Modulen zu verarbeiten. Dazu kommen immer neue Methoden, die Solarzellen so zu behandeln, dass bestimmte Eigenschaften wie Reflexion oder die bessere Ausschöpfung des Lichtspektrums optimiert werden können. Mittlerweile werden auch unterschiedliche Solarzellen in einem Solarmodul verarbeitet.Die Zusammenfassung der erzeugten Leistung der Solarzellen in einem Modul und die der Module als Anlagenleistung erfolgt nach dem Generatorprinzip. Sie sind in Reihe geschaltet und summieren die Leistung. Da der photovoltaische Effekt nur Gleichstrom erzeugt, muss die erzeugte Elektrizität in den netzüblichen Wechselstrom umgewandelt werden, was über den Wechselrichter erfolgt.

Rentabilität von Solarmodulen

Die Rentabilität von Solarmodulen ist jedoch nicht nur vom Wirkungsgrad abhängig. Mit einer entsprechend größeren Fläche lässt sich die Leistung von Spitzenmodulen natürlich auch mit weniger effizienten Solarzellen erreiche. Wenn man dann die Anschaffungskosten in das Verhältnis zur erreichten Leistung setzt, ergibt sich oft sogar ein günstigeres Verhältnis. Grundsätzlich sind Hochleistungsmodule gefragt, wenn nur wenig Platz zur Verfügung steht. Weitere Einflussfaktoren, die den rentablen Betrieb der Solarmodule bestimmen, sind die Ausrichtung nach Süden, der Neigungswinkel und Verschattungen, die zu einer minderen  der Anlage führen können.

Wechselrichter

Der Wechselrichter ist ein elektrisches Gerät, das eingehende Gleichspannung in Wechselstrom umwandelt. Bei den üblichen Hausanlagen genügt ein Zentralwechselrichter, der für das gesamte System zuständig ist. Es gibt aber auch Modulwechselrichter und Strangwechselrichter, die in größeren Systemen eingesetzt werden. Die Energieverluste bei der Umwandlung sind gering, aber eben auch das Rentabilitätskennzeichen eines Wechselrichters. Nur das, was die Stromzähler als Erzeugungs- bzw. Abgabemenge erfassen, kann auch vergütet werden.