Photovoltaik
Solarenergie effizient nutzen: Lernen Sie, wie Photovoltaik nachhaltigen Strom erzeugt, Energieunabhängigkeit fördert und CO₂‑Emissionen reduziert.
Stand:
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) bestehen aus einem oder mehreren Modulen, die wiederum aus mehreren PV-Zellen aufgebaut sind. In den Zellen wird Licht durch den sogenannten photovoltaischen Effekt in elektrische Energie gewandelt. Silizium-Solarzellen sind die gängigsten Vertreter. Um die Spannung auf ein nutzbares Niveau zu erhöhen, werden mehrere Zellen in einem Modul in Reihe geschalten.
Generell gilt, dass mit zunehmender solarer Bestrahlung auch der erzeugte Strom (und Ertrag) und ebenso die Spannung in den PV-Modulen steigt. Neuere Solarzellen werden auch in Dünnschichttechnologie hergestellt, was eine leichtere Integration in Infrastruktur ermöglicht, so nehmen Agri-PV oder auch Gebäudeintegrierte PV (BIPV) tendenziell zu.
Aktuelle Solarmodule haben eine Leistung zwischen 350-450 Wp, was jedoch von den Randbedingungen wie Ausrichtung und Abschattung abhängig ist.
SWOT-Analyse
Welche aktuellen Stärken und Schwächen hat die Technologie? Welche externen Entwicklungen (Chancen, Risiken) beeinflussen die Technologie? Gibt es Normen und Vorgaben?
Stärken
- PV-Anlagen haben das Plateau der Produktivität (technologische Reife) erreicht und sind am Markt gut etabliert. Die Technologie ist ausgereift und kann bedenkenlos eingesetzt werden
- Die Wirtschaftlichkeit ist in Baden-Württemberg i.d.R. gegeben, gute solare Strahlungswerte sorgen für eine schnelle Amortisation
- Durch den Strompreisanstieg und eine deutliche Verringerung der LCOE von PV wird die Eigennutzung auch für Gewerbe und Industrie zunehmend attraktiver
- Geringe Betriebskosten und lange Lebensdauer von 25-30 Jahren
- Dezentrale und skalierbare Energieerzeugung wird möglich
Schwächen
- Stromerzeugung und -verbrauch finden nicht zwangsläufig gleichzeitig statt. Das führt möglicherweise dazu, dass der Strom nicht vor Ort verbraucht werden kann bzw. Speicheranlagen notwendig werden
- Auch Solarzellen kommen bei der Herstellung und bei der Entsorgung nicht ganz ohne Schadstoffe und Emission von Klimagasen aus. Die Recyclingquote von PV-Modulen liegt aktuell bei 95 %, dabei ist z. B. beim Glas nur Downcycling zu Glaswolle möglich
- Es besteht häufig eine Flächenkonkurrenz zu anderen Nutzungsmöglichkeiten
- Die Module werden häufig in Asien gefertigt, so dass eine Abhängigkeit in der Lieferkette besteht
- Im Winter sind die Erträge in Deutschland relativ gering aufgrund des niedrigen Sonnenstandes
Chancen
- Photovoltaik-Pflicht für Gewerbe in Baden-Württemberg seit Januar 2022 bei Neubau und Parkplätzen, seit Mai 2022 für neue Wohngebäude und seit Januar 2023 für Dachsanierungen; deutschlandweite PV-Pflicht im Koalitionsvertrag verankert
- In naher Zukunft werden hauptsächlich silizium-basierte Module mit optimiertem Wirkungsgrad eingesetzt, langfristig könnten Dünnschicht-Module eine wichtige Rolle spielen
- Preise sind in den letzten Jahren stark gefallen, so dass auch kleinere Unternehmen mit geringem Invest ein hohes Potenzial ausschöpfen können
- Es entstehen verschiedene Anwendungserweiterungen: Floating PV, PV in Verkehrswegen, Agri-PV oder Building-Integrated Photvoltaics (BIPV)
- Kombination mit Speichern & Sektorkopplung wie E-Mobilität oder Wärmpumpen erweitert den Markt
- Industrie-Dachanlagen können zur Drosselung der Stromkosten durch Senkung der Spitzenlastpreise beitragen
Risiken
- Hemmnisse gibt es insbesondere hinsichtlich der Statik des Gebäudes, der Eigentumsverhältnisse des Daches, der Einstrahlung und der Kapitalkosten. Insbesondere in der Logistikbranche sind Flächen und Gebäude häufig gemietet (oft für kurze Zeiträume, z. B. drei Jahre). In diesem Fall müsste der Vermieter die Installation übernehmen
- In einigen Regionen sind die Anschlusskapazitäten begrenzt, so dass sich nur Anlagen mit Speicher oder zur Eigennutzung rentieren
Erfolgsbeispiel
- In Baden-Württemberg umgesetzt: Zahlreiche Beispiele für verschiedene Szenarien.
Zum Erfolgsbeispiel - Der größte Solarpark Europas wurde in Witznitz errichtet mit einer Leistung von 650 MW.
Zum Erfolgsbeispiel
Technologieanbieter
Unternehmen
Walter Solar GmbH
Wir sind ein mittelständisches, vertrieblich orientiertes Ingenieur- und Architekturbüro mit dem Schwerpunkt Betriebskostenoptimierung durch innovative Energiekonzepte auf Basis erneuerbarer Energien.
Unternehmen
e.systeme21 GmbH
Die e.systeme21 GmbH plant, wartet und installiert bereits seit 2013 Photovoltaikanlagen in jeder Größe - sowohl für Wohnhäuser, als auch gewerblich genutzte Gebäude mit hohem Energieverbrauch.
Unternehmen
Sonnenvolt GmbH
Willkommen bei der SonnenVolt GmbH- Ihr regionaler Fachpartner für Photovoltaik, Potovoltaik-Thermie, Speichersysteme und Ladetechnik
in der Region Stuttgart und Bad Saulgau in Oberschwaben.
in der Region Stuttgart und Bad Saulgau in Oberschwaben.
