Solaranlage: Voraussetzungen und andere wichtige Informationen

Unter anderem weil die junge schwedische Umweltaktivistin Greta Thunberg in den letzten Jahren die Menschen in aller Welt aufrüttelt, ist Klimaschutz für viele ein wichtiges Anliegen. Anstatt darauf zu hoffen dass die Politik weitreichende Maßnahmen setzt um Klimasünder zu bestrafen und Auflagen zur Einhaltung von Umweltschutzbestimmungen beschließt. Denn immerhin tragen private Haushalte signifikant zum Klimawandel bei: Im Jahr 2018 zum Beispiel betrugen die CO2 Emissionen 81 Millionen Tonnen. Damit trug Deutschland zu zwei Prozent zum weltweiten CO2 Ausstoß bei. Einen großen Anteil trägt die Heizung bei, der Umstieg auf ein klimaschonendes System lohnt sich gleich aus mehreren Gründen. Schon weit länger als viele vermuten ist die Photovoltaik als umweltfreundliche Heizmethode bekannt.

Ausflug in die Geschichte der Photovoltaik

Das Wort Photovoltaik leitet sich aus dem Griechischen ab. Es setzt sich aus den Wörtern „phos“ für Licht und der Einheit für elektrische Spannung Volt zusammen. Bei der Photovoltaik handelt es sich genau genommen um einen Teilbereich der Solarenergie, im allgemeinen Sprachgebrauch werden die beiden Begriffe als Synonyme verwendet.

Den Anfang machte die Photovoltaik im Jahr 1839 als der Franzose Alexandre Edmond Becquerel mit elektrolytischen Zellen experimentierte. Dabei verwendete er eine jeweils eine Platin-Anode und eine –Kathode. Bei diesen ersten Versuchen entdeckte er, dass bei Licht zumindest geringfügig mehr Strom erzeugt wurde. Es sollten jedoch noch einige Jahre vergehen bis an der Technik weiter gefeilt wurde. Willoughby Smith und Joseph May, sein Assistent, fanden heraus dass Selen bei Beleuchtung den elektrischen Widerstand veränderte. Durch die Veröffentlichung seiner Erkenntnis löste er weitere Experimente auf diesem Gebiet aus. 1883 schließlich gelang es Charles Fritts aus New York, ein erstes Modul aus Selenzellen zu bauen.
Nach vielen weiteren Verbesserungen wurden Solarzellen im 20. Jahrhundert zunächst im Weltall eingesetzt. Der 17. März 1958 geht dabei in die Geschichte ein: Der Satellit Vanguard I flog mit Solarzellen und einer chemischen Batterie ins All. In den folgenden Jahren hat sich Solarenergie für die Stromversorgung im Weltall vielfach bewährt. In den 1950er und 1960er Jahren waren sie allerdings noch zu teuer, um für Haushalte eingesetzt zu werden. Der Wandel setzte mit der Ölkrise im Jahr 1973 ein: Damals stiegen mit einem Schlag die Kosten für die bis dahin beliebten Ölheizungen. Eine für die Zukunft der Photovoltaik in privaten Haushalten besonders wichtige Persönlichkeit ist Markus Real, ein Ingenieur aus der Schweiz, der einen weitreichenden Versuch startete. Er installierte in 333 Häusern in Zürich Solarzellen. Der große Erfolg der Schweizer Nachbarn initiierte auch das 1.000 Dächer Programm in Deutschland. Nach der Wende im Jahr 1990 wurde die Errichtung von Solaranlagen subventioniert. Nach Ablauf der Aktion sollte es bis 1999 dauern, bis die 100.000 Dächer Bewegung ins Leben gerufen wurde.

Generelles zum Thema Solaranlagen

Wie erfolgreich Solarenergie in Deutschland ist, zeigen die Zahlen:

• Im Jahr 2020 gab es im Lande 1,7 Millionen Solaranlagen
• Sie liefern rund 9 Prozent des insgesamt in Deutschland erzeugten Stroms
• 2019 wurden damit 46,5 Terrawattstunden Strom erzeugt
• Experten haben errechnet, dass Solaranlagen im Jahr 2018 28 Millionen Tonnen CO2 einsparten.

Wie effizient eine Photovoltaikanlage ist, hängt zu einem wesentlichen Teil vom Standort ab. Für die Berechnung wird die Globalstrahlung herangezogen. Darunter versteht man die Menge an Strahlung, die jeweils auf einen Quadratmeter auf eine horizontale Empfangsfläche auftrifft. Als Durchrechnungszeitraum gilt jeweils ein Jahr. Die Sonne trifft immerhin nicht nur direkt auf die Solarzellen, sondern gelangt auch auf indirektem Weg zur Erde. Dabei werden die Strahlen zum Beispiel durch die Wolken gebrochen. In Deutschland werden pro Quadratmeter und Jahr 1.050 Kilowattstunden erzielt. Photovoltaikanlagen, die in Süddeutschland installiert werden sind dabei um rund 20 Prozent effektiver als jene im Norden.

Konkrete Tipps für die Planung einer Solaranlage

Wer sich für eine Solaranlage von iKratos interessiert, sollte einige grundlegende Fakten beachten. Generell ist die Effizient am höchsten, wenn die Sonnenstrahlen in einem Winkel von 90 Grad auf das Solarmodul eintreffen. Bei der in Deutschland herrschenden Lage bedeutet das einen Neigungswinkel von 30 Grad. Dabei handelt es sich allerdings nur um einen theoretischen Wert, da sich die Sonne ja über das Jahr am Himmel bewegt und auch innerhalb eines Tages ein anderer Winkel besteht. Außerdem ist der meiste Effekt zu erzielen, wen das Paneel in Richtung Süden blickt. Doch auch bei Neigungswinkeln von 10 bis 50 Prozent können gute Stromerträge erzielt werden.

Beträchtlich ist auch der Einfluss auf die Beschattung der Solaranlage: Befindet sich ein hoher Baum in der Nähe des Daches, sind signifikante Einbußen hinzunehmen. Schon ein kleiner Schatten reicht aus, um die Effizienz nachträglich zu beeinflussen. Bei älteren Objekten muss vor der Errichtung einer Solaranlage unbedingt die Statik des Daches berücksichtigt werden. Ein Experte sollte prüfen, ob das Dach die Gewichtsbelastung aushält. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Schneelast, die während der kalten Jahreszeit dazu kommt.