Glossar

AC

Englische Abkürzung für „Wechselstrom“ („Alternating Current“).

Allgefahren-Solarversicherung

Für PV-Anlagen können günstige Allgefahren-Solarversicherungen gegen Vandalismus, Hagel, Sturm, Feuer, Blitz und Diebstahl abgeschlossen werden. Die Kosten pro Jahr liegen oftmals bei ca. 7.- € je kW zzgl. Mehrwertsteuer.

Akkumulator

In einem Akkumulator, kurz „Akku“ genannt, wird elektrische Energie gespeichert. Er kommt in Bereichen zum Einsatz, in denen aktuell elektrische Energie vorhanden ist und diese für spätere Anwendungszwecke gespeichert werden soll (zum Beispiel in Kraftfahrzeugen oder bei Photovoltaikanlagen).

Ampere

Ampere ist die Maßeinheit der elektrischen Stromstärke „I“ und wird mit „A“ abgekürzt. Andere in diesem Zusammenhang bekannte Einheiten sind „kA“ („KiloAmpere“, entspricht 1000 Ampere) und „mA“ („MilliAmpere“, entspricht 1/1000 Ampere). Weitere wichtige Einheiten auch bei einer PV-Anlage sind die Leistung „P“ (gemessen in Watt) und die Spannung „U“ (gemessen in Volt).

Amorphe Zelle

Eine amorphe Zelle ist eine Solarzelle, die aus einer auf Glas aufgedampften Siliziumfläche besteht. Die Atome verteilen sich dort nicht in einer Kristallstruktur, sondern ungeordnet (amorph: griechisch „gestaltlos“). Der Vorteil dieser Zellen ist, dass verschiedene Formen, Farben und Größen umsetzbar sind.

Bypass-Diode

Zellenreihen eines Moduls werden mit Bypass-Dioden überbrückt, um dessen Funktion bei Teilbeschattung zu erhalten. Wird eine Solarzelle über einen längeren Zeitraum beschattet, „verstopft“ sie. Die anderen Zellen versuchen weiterhin, ihren Nennstrom durch diese hindurch zu transportieren. Dabei kann es sein, dass die „verstopfte“ Zelle ihre Sperrspannung der treibenden Spannung der anderen Zellen entgegenstellt und es zu einer Überhitzung des Moduls kommt. Dieses kann dadurch sogar zerstört werden. Die Bypass-Diode überbrückt die verschattete Zelle, die Zellenreihe oder das verschattete Modul. Sie nimmt die Zelle bzw. das Modul aus dem Betrieb, sodass ein Leistungsverlust auftritt, das Material aber nicht beschädigt wird.

Dachneigung / Modulneigung

Die wirkungsvollste Modulneigung beträgt ca. 20°, da der Einstrahlungswinkel der Sonne über das Jahr hinweg große Unterschiede aufweist (21.06.: ca. 62°; 21.12: ca. 15°). Bei einem Satteldach ergibt sich der Anstellwinkel der Module aus der Dachneigung und bei einem Flachdach sorgen Gestelle für die korrekte Modulneigung.

DC

Englische Abkürzung für „Gleichstrom“ („Direct Current“).

Dotieren

Das Silizium wird bei der Herstellung einer Solarzelle „dotiert“, d. h. es werden die Elemente Bor und Phosphor eingebracht und so entweder ein positiver oder ein negativer Ladungsträgerüberschuss im Silizium erzielt. An diesem Übergang („pn-Übergang)“ zwischen positiver und negativer Ladung entsteht Solarstrom.

Dünnschicht-Module

Dünnschicht-Module bestehen aus bedampften Glasscheiben („dünne Schicht“). Trotz des geringen Wirkungsgrads (ca. 13 %) sind sie sehr effizient, da sie auch schwaches, diffuses Licht nutzen und Verschattungen vertragen, weil sie einen guten Temperaturkoeffizienten haben. Dünnschicht-Module können als Wirksubstanz z. B. amorphes Silizium, Kupfer-Indium-Diselenid oder Cadmium-Tellurid enthalten.

Einspeisevergütung

Die Einspeisevergütung für Photovoltaikstrom, welche der Energieversorger dem PV-Betreiber zzgl. Mehrwertsteuer für eingespeisten Strom zahlen muss, richtet sich nach dem Datum der Inbetriebnahme und der Anlagengröße. Der Vergütungssatz wird linear reduziert. Die Höhe der Reduzierung (Degression) hängt von der Anzahl der in den letzten 12 Monaten installierten PV-Anlagen in Deutschland ab. Der zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme gültige Vergütungssatz gilt dann 20 Jahre zzgl. der restlichen Monate des Jahres der Inbetriebnahme. Da bei Photovoltaikanlagen private Investoren steuerlich wie gewerbetreibende Investoren gesehen werden, können diese die bei der Anschaffung und Installation der PV-Anlage anfallende Mehrwertsteuer zurückerhalten. Die vom Energieversorger im Rahmen der Vergütung gezahlte Mehrwertsteuer muss im Gegenzug abgeführt werden.

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

Laut „Erneuerbare-Energien-Gesetz“ (EEG) vom 01.04.2000, das Mitte 2004 ergänzt worden ist, besteht die Verpflichtung der Energieversorgungsunternehmen, den Strom aus regenerativen Energiequellen abzunehmen und ihn mit festgelegten Vergütungen zu bezahlen. Deutschland schaffte mit dem EEG nach dem „Stromeinspeise-Gesetz“ und dem „1.000-“ bzw. „100.000-Dächer-Programm“ die wirtschaftliche Grundlage für die rasante Entwicklung der Produktion und Installation von PV-Anlagen in Deutschland. Die meisten größeren Länder Europas haben das EEG in weiten Teilen übernommen.

Gestell

Gute PV-Gestelle bestehen aus witterungsfestem Aluminium und Edelstahl. Die Gestell-Dimensionierung muss individuell statisch so gerechnet sein, dass das Gestell auch bei länger andauernden Stürmen hält. Dabei kommt es u. a. auf die Meereshöhe des Standortes, auf die Höhe des Gebäudes und die regionalen Windintensitäten an. Es gibt Gestelle für Satteldächer mit Dachhaken, welche dachparallel die Anlage halten, für nahezu alle Eindeckungen (Ziegel, Betonsteine, Trapezbleche, Wellplatten, Schiefer etc.). Die Gestelle für Flachdächer sind Tragesysteme, die beschwert werden, sodass eine Verschraubung mit dem Dach nicht nötig ist. Flache Höhen und Windleitbleche sorgen für niedrige Windlasten und damit für relativ geringe Beschwerungs-Gewichte. Die notwendigen Beschwerungen werden entsprechend der Gebäudehöhe und der Windlastzone vorher ausgerechnet. „No-Name“-Gestelle ohne ausreichende Statik gefährden den Versicherungsschutz der PV-Anlage.

Gleichstrom / Gleichspannung

Im Gegensatz zu Wechselstrom ist Gleichstrom ein elektrischer Strom in gleichbleibender Richtung. Gleichstrom hat eine zeitlich konstante elektrische Spannung und wird für das Laden von Batterien und zur Stromversorgung von elektronischen Schaltungen und Geräten benutzt. Gleichspannungsquellen sind zum Beispiel Batterien, Akkumulatoren und die meisten Photovoltaikmodule. Die englische Abkürzung lautet „DC“. Mithilfe eines Wechselrichters wird der von der Photovoltaikanlage produzierte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt und dem Hausnetz oder dem öffentlichen Netz zugeführt.

Globalstrahlung

Die Globalstrahlung ist die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftreffende Solarstrahlung. Sie setzt sich zusammen aus der auf direktem Weg eintreffenden Solarstrahlung, der Direktstrahlung, und der kurzwelligen Diffusstrahlung, welche die Erdoberfläche über Streuung an Wolken, Wasser- und Staubteilchen erreicht. Der „Deutsche Wetterdienst“ in Hamburg gibt Informationen und liefert Statistiken über die regionalen Strahlungsintensitäten.

Inselanlage

Eine Inselanlage ist eine Photovoltaikanlage, die zu keiner Zeit durch das öffentliche Netz mit Strom versorgt wird oder in dieses einspeist. Stattdessen wird die Solarenergie in Akkumulatoren zwischengespeichert und von dort für den Verbrauch entnommen. Besonders geeignet ist das Konzept der Inselanlage z. B. in Gartenlauben, in abgelegenen Gebäuden oder für Autobahnbeleuchtungen.

Inverter

Der Begriff „Inverter“ (zu deutsch: „Umkehrer“) ist eine andere Bezeichnung für Wechselrichter. Dieser wandelt die Gleich- in Wechselspannung um.

Kabel

Die Länge des Kabels von den Modulen zum Wechselrichter sollte nicht größer als ca. 70 Meter sein, da sonst Leistungsverluste auftreten. Das Wechselstromkabel ab dem Wechselrichter kann auch eine größere Länge bei entsprechend großem Querschnitt haben. Schlechte Kabel altern schnell (durch Sonne und Frost), werden brüchig und setzen die Anlage außer Funktion. Gute Kabel sind 30 Jahre lang UV-beständig.

Kurzschlussstrom

Ein vorübergehender Kurzschluss an einer Solarzelle, einem Modul oder einem String führt in der Regel aufgrund des auftretenden niedrigen Kurzschlussstroms zu keiner Beschädigung der Zelle oder des Moduls. Ein Schaden entsteht nur, wenn die Sonneneinstrahlung lange Zeit mindestens 1.000 W/m² beträgt. Die Stromstärke des Kurzschlussstroms ist nur ca. 10 % höher als die Stärke des Nennstroms.

Laderegler

Ein Laderegler ist die Schnittstelle zwischen einer Gleichstromquelle und einem Akkumulator. Er steuert bei Akkus den Auflade- und Entladevorgang.

Leerlaufspannung

Die Leerlaufspannung ist die Spannung einer nicht belasteten (bestrahlten) Solarzelle. Diese ist meist ca. 25 % höher als die Nennspannung und weist auf die obere Spannungsgrenze hin. Ideal: Der Spannungsbereich der bestrahlten Zelle liegt zwischen der Nenn- und der Leerlaufspannung.

Nennleistung, -spannung und -strom

Die Nennleistung ist die maximale Leistung eines Moduls in Watt. Die Spannung bei maximaler Leistung wird als Nennspannung bezeichnet (in Volt). Sowohl die Nennleistung als auch die Nennspannung sind nicht nur von der Sonnenbestrahlung, sondern auch von der Betriebstemperatur abhängig. Die Nennleistung wird ferner nur realisiert bei 25°C Außen- bzw. Zelltemperatur, einer Strahlungsintensität von 1.000 W/m² und einer Luftdichte von 1,5 kg/m³. Diese Voraussetzungen treten recht selten im Jahr gemeinsam auf, sodass die reale Leistung im Mittel ca. 15 % niedriger als die Nennleistung im Jahr ist. Dieser Umstand sollte bei der Abstimmung „Wechselrichter-Größe“ zu „Anlagengröße/Modulleistung“ berücksichtigt werden. Der Nennstrom ist der Strom, welcher bei maximaler Leistung und maximaler Spannung fließt (in Ampere). Folgende Gleichung zeigt den Zusammenhang der drei Größen: Nennleistung = Nennspannung x Nennstrom.

Silizium-Module

Silizium-Module bestehen aus Quarzsand (Silizium), welches das am zweithäufigsten auf der Erde vorkommenden Element ist. Es werden „monokristalline“ und „polykristalline (multikristalline)“ Silizium-Module unterschieden. Monokristalline Zellen werden aus einer gereinigten Siliziumschmelze in einem Atom („mono“) gezogen und besitzen einen hohen Wirkungsgrad (bis zu 23 %). Charakteristisch ist ihre einheitliche, fast schwarze Färbung. Wegen der aufwendigen Fertigung sind monokristalline Zellen etwas teurer. Polykristalline Zellen werden in Blöcken gegossen und dann in Scheiben von 0,25 bis 0,4 mm zersägt. Charakteristisch ist die deutlich erkennbare Musterung, welche durch die Zusammensetzung unterschiedlicher Kristalle zustande kommt. Polykristalline Zellen haben einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Zellen (etwa 20 %) und auch der Preis ist etwas niedriger.

Temperaturkoeffizient

Der Temperaturkoeffizient gibt an, um wie viel Prozent die Modul-Leistung und damit auch der Stromertrag bei steigenden (Zell-)Temperaturen abnimmt. Am besten für die PV-Leistung sind kalte Temperaturen bei gering bedecktem Himmel und viel Sonne.

Wechselrichter

Die Wechselrichter wandeln den Gleichstrom der PV-Module in Wechselstrom um, der ins Netz eingespeist werden kann. Wechselrichter können je nach Schutzklasse (z. B. IP 65) drinnen oder draußen am Gebäude eingesetzt werden. Da sie Wärme entwickeln und ihre Leistung bei größerer Umgebungstemperatur sinkt, sollten sie in kühlen Räumen bzw. an einer nicht sonnigen Gebäudeseite montiert werden. Grundsätzlich kann ihre Nennleistung geringer als die Modulleistung sein.

Wechselstrom

Der Begriff „Wechselstrom“ bezeichnet elektrischen Strom, der seine Richtung in regelmäßiger Wiederholung ändert und bei dem sich positive und negative Augenblickswerte so ergänzen, dass der Strom im zeitlichen Mittel null ist. Die englische Abkürzung lautet AC.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad bei PV-Modulen gibt an, wie viel Prozent der einwirkenden Strahlungsenergie in elektrische Leistung umgewandelt wird. Monokristalline Module haben einen Wirkungsgrad von ca. 23 %, polykristalline Module von ca. 20 % und Dünnschicht-Module von ca. 13 %. Der Wirkungsgrad bei Wechselrichtern gibt an, wie viel Leistung der Module durch den Wechselrichter von Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und ins Netz einspeist werden. Je nach Hersteller liegt dieser mittlerweile bei meistens über 98 %.