Photovoltaik Lexikon

  • AC
    AC steht für Wechselstrom (engl. für alternating current). Wechselstrom ändert seine Polarität in regelmäßigen Abständen. Dieser wird weltweit dem DC Strom überwiegend vorgezogen. Auch im österreichischen Stromnetz fließt AC Strom. Eine Photovoltaikanlage produziert mittels den PV-Modulen DC-Strom. Ein Wechselrichter wandelt diesen in AC-Wechselstrom um.
  • AC-Nennleistung
    Die AC-Nennleistung (auch Ausgangsleistung genannt) ist eine wichtige Kenngröße für jeden Wechselrichter. Er beschreibt das Leistungsvolumen des Wechselrichters, bei dem Gleichstrom von der Photovoltaik-Anlage in einspeisefähigen Wechselstrom transformiert wird. Die Leistung einer Photovoltaikanlage ist abhängig vom Wirkungsgrad des Wechselrichters. Je höher der Wirkungsgrad, desto effizienter ist die AC-Nennleistung der Photovoltaikanlage.
  • Amortisationszeit
    Hier spricht man in den meisten Fällen von der finanziellen Amortisationszeit einer PV-Anlage. Diese beschreibt den nötigen Zeitraum (6-10 Jahre), um alle getätigten Kosten zu decken. Es kann jedoch auch die energetische Amortisationszeit einer Photovoltaik von Interesse sein. Dieser beschreibt wiederum den Zeitraum (2-5 Jahre), indem die Anlage so viel Energie erzeugt hat, wie für die Herstellung benötigt wurde.
  • Anlagenart
    Es gibt Netzgekoppelte und Inselanlagen. Netzgekoppelte Anlagen: Man spricht von Netzgekoppelten Anlagen, wenn ein PV System fest mit dem öffentlichen Netz verbunden ist, und die erzeugte Energie, ganz (Volleinspeisung) oder zum Teil (Überschusseinspeisung) in das Netz eingespeist wird. Inselanlagen: Man spricht von Inselanlagen, wenn die PV-Anlage nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist. Die vom PV System erzeugte Energie dient der direkten Versorgung einzelner Verbraucher, bzw. wird in Batterien gespeichert. Somit steht die Energie dem Verbraucher jederzeit zur Verfügung (z.B. Almhütten).
  • Aufständerung
    Durch die Aufständerung wird die Ausrichtung der Module bestimmt, sofern sie nicht dachparallel verlegt werden. Meist wird die Aufständerung parallel zur Dachkante verlegt. Dies kann mit einer Süd- sowie einer Ost-West-Ausrichtung erfolgen.
  • Ausrichtung
    Die Energieausbeute und Effizienz von Photovoltaik hängen neben der Temperatur der Module sehr von der Ausrichtung ab. Je nach Nutzungsart und Standort der Anlage, gibt es verschiedene optimale Ausrichtungen. Den höchsten Ertrag erzielt man mit einem Ausrichtungswinkel von 0° (Süden) sowie einem Neigungswinkel von 25°-35°. Häufig wird jedoch eine Ost-West Ausrichtung verwendet, um somit die Stromerzeugung besser auf die Nachfrage abzustimmen und den Eigenverbrauchsanteil zu erhöhen.  
  • Bestandteile einer PV-Anlage
    PV-Anlagen bestehen aus einzelnen Komponenten welche gut aufeinander abgestimmt sein sollten, um einen optimalen und fehlerfreien Betrieb zu garantieren. Technisch gesehen kann die Solaranlage in 3 Bereiche aufgeteilt werden: Den Photovoltaikgenerator, den Wechselrichter und das Monitoringsystem. Zu dem Photovoltaikgenerator zählen sowohl die Photovoltaikmodule wie auch die Gleichstromverkabelung und die Unterkonstruktion bzw. die Aufständerung. Dieser Teil der Anlage ist für die Energieerzeugung verantwortlich. Der Wechselrichter wandelt die vom Photovoltaikgenerator kommende Gleichspannung in eine netzkonforme Wechselspannung um, und funktioniert daher als Bindeglied zum Energienetz. Der Betrieb der PV Anlage funktioniert relativ geräuschlos. Abgesehen von äußerlichen Schäden, lässt sich der Zustand mit freiem Auge daher schwer erfassen. Auch bei Photovoltaikanlagen können Betriebsstörungen vorkommen, und damit diese nicht unbemerkt auftreten und den Ertrag dadurch beeinträchtigen, bedarf es einer automatisierten Anlagenüberwachung. Durch ein sogenanntes Monitoringsystem lassen sich Betriebsstörungen wie auch Ertragswerte einfach erfassen und überwachen. Durch einen Vergleich der einzelnen Betriebsjahre lassen sich so auch mögliche Leistungsveränderungen schnell erkennen.
  • Blitzschutz
    Ein Überspannungsschutz/Blitzschutz für eine Photovoltaikanlage beschreibt die Absicherung gegen Schäden durch Blitzschlag. Generell erhöhen PV-Anlagen jedoch nicht die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlages.
  • Dachparallel
    Unter einer dachparallelen Modulmontage versteht man jene, bei welcher der Neigungswinkel der Module identisch mit dem Winkel des Daches ist. 
  • DC
    DC steht für Gleichstrom. Eine Photovoltaikanlage produziert mittels den PV-Modulen DC-Strom. Im österreichischen Stromnetz fließt jedoch AC-Strom. Ein Wechselrichter wandelt, den durch die PV-Anlage produzierten DC-Strom, in AC-Wechselstrom um.
  • Diffuse Strahlung
    Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus der direkten und diffusen Strahlung zusammen. Alle Strahlungsarten werden als Globalstrahlung zusammengefasst.Die diffuse Strahlung bezeichnet den Anteil der Sonneneinstrahlung, der indirekt die Erdoberfläche, oder auch ein Solarmodul, erreicht und beträgt im Jahresmittel etwa 50 Prozent der Globalstrahlung.Das Licht wird also vor dem Auftreffen gestreut, reflektiert, gebeugt oder gebrochen.
  • Direkte Strahlung
    Dieser bezeichnet den Teil der Sonneneinstrahlung, der direkt und ohne Reflektion, Brechung, Beugung oder anderweitige Ablenkung auf die Erdoberfläche, oder auch ein Solarmodul, trifft. Sie beträgt im Jahresmittel etwa 50 Prozent der Globalstrahlung.
  • Eigenverbrauch
    Der Eigenverbrauch, oder auch Eigenverbrauchsanteil, bezeichnet den Anteil des produzierten PV-Stromes, welcher direkt am Standort verbraucht wird, und nicht in das öffentliche Netz eingespeist wird. Aus Erfahrung können wir sagen, dass sofern die PV-Anlage nicht als Volleinspeiser betrieben wird, die Faustregel: 80% Eigenverbrauchsanteil, für eine wirtschaftlich optimale Anlage, einzuhalten ist.
  • Einspeisung
    Der Anteil des PV-Stromes, welcher nicht direkt vor Ort verbraucht oder gespeichert werden kann, wird in das öffentliche Netz eingespeist. Diesen Vorgang nennt man Einspeisung. Je nach PV-Anlage, kann nur der Überschussstrom, oder auch der gesamte Strom in das Netz eingespeist werden.
  • Ertrag
    Der erwirtschaftete Ertrag einer Photovoltaikanlage wird in Kilowattstunden gemessen. Man unterscheidet zwischen: spezifischer Ertrag, gemessen in kWh/kWp/a Jahresertrag der Anlage, gemessen in kWh/a.
  • Fläche Dach und Output
    Benötigte Fläche für bestimmten Output ist von der Art des Daches abhängig: Flachdach: ca. 1.100m² für 100kWp (Panel-Reihen können wegen Aufständerung und dadurch bedingte Verschattung nur mit Abstand verlegt werden). Satteldach: ca. 700m² für 100KWp (Panel-Reihen liegen aneinander).
  • Förderung
    Für Photovoltaik-Anlagen gibt es neben der österreichweiten Bundesförderung der OeMAG (Abwicklungsstelle für Ökostrom AG) auch in den meisten Bundesländern Landesförderungen. Für eine länderspezifische Übersicht der aktuellen Förderungen verweisen wir auf die PV-Austria Website: https://www.pvaustria.at/forderungen/
  • Freiflächenanlage
    PV-Anlagen, welche nicht auf eine bestehende Dach- oder Fassadenfläche montiert werden, werden Freiflächenanlagen genannt.
  • Globalstrahlung
    Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus verschiedenen Strahlungsarten, der direkten und diffusen Strahlung, zusammen. Alle Strahlungsarten werden als Globalstrahlung zusammengefasst.
  • Halbleiter
    Solarzelltechnologien unterscheiden sich grundsätzlich durch den Einsatz von unterschiedlichen Halbleitermaterialien. Halbleiter sind bestimmte Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit mit zunehmender Temperatur ansteigt, und beim absoluten Nullpunkt verschwindet. Der gebräuchlichste Halbleitergrundstoff für kristalline Solarzellen ist Silizium; für etwa 90-95% der am Markt befindlichen Module wird Silizium für das Zellmaterial und die Glasabdeckung verwendet. Silizium weist zwar niedere Werte bei den Absorptionskoeffizienten für Lichtstrahlen auf, und die Solarzellen müssen deshalb relativ dick sein, um das Licht möglichst vollständig zu absorbieren; Silizium ist jedoch nach Sauerstoff das zweit häufigste Element auf der Erde und stellt etwa 27% der Erdkruste dar. In Reinform kommt Silizium in der Natur kaum vor, sondern hauptsächlich in Form von Siliziumdioxid, auch Quarzsand genannt. „Somit gibt es Silizium im wahrsten Sinne des Wortes wie Sand am Meer“ (Mertens, 2018, S.123).
  • Hinterlüftung
    Besonders wichtig bei PV-Anlagen ist eine gute Hinterlüftung. Mit jedem Grad Temperaturerhöhung liefern PV-Zellen etwa ein halbes Prozent weniger Leistung, deshalb sollte auf eine Hinterlüftungsebene von circa 10 cm geachtet werden.
  • Inbetriebnahme
    Ist eine PV-Anlage fertig installiert, erfolgt die Inbetriebnahme seitens des Netzbetreibers.
  • Inselanlage
    Man spricht von Inselanlagen, wenn die vom PV System erzeugte Energie direkt zur Versorgung einzelner Verbraucher dient, bzw. in Stromspeichern gespeichert wird und dadurch dem Verbraucher jederzeit zur Verfügung steht. Diese Anlagen haben keinen Einspeisepunkt zum öffentlichen Netz (z.B. Almhütten).
  • Kilowattpeak
    Unter kWp versteht man die höchstmögliche installierte Leistung der Anlage. Diese ist allerdings nur unter Testbedingungen im Labor zu erreichen. In der Praxis weichen diese Werte teilweise stark ab.
  • Kilowattstunde
    Eine Kilowattstunde (kWh) ist die Energiemenge, die bei einer Leistung von einem Kilowatt (1 kW) innerhalb einer Stunde umgesetzt wird. Es handelt sich also um ein Kilowatt multipliziert mit einer Stunde. Entsprechend gibt es Megawattstunden (1 MWh = 1000 kWh), Gigawattstunden (1 GWh = 1000 MWh = 1 Million kWh).
  • Lastprofil
    Das Lastprofil, auch Jahreslastprofil, ist eine Aufstellung des verbrauchten Stromes in Viertelstunden Werten (rund 36.000 Einzelwerte). Dieses erhalten Sie als Excel-Datei kostenlos von Ihrem Energieversorger (ab einem Jahresverbrauch von 100.000 kWh).
  • Leistung
    Die Leistung von einer PV-Anlage wird in Wp (Watt Peak) oder kWp (Kilowatt Peak) angegeben. Die Spitzenleistung, welche im Moduldatenblatt angeführt ist, wird auch "Nennleistung" bezeichnet.
  • Maximum Power Point
    Der Maximum Power Point ist der Punkt im Spannungsdiagramm, an dem die PV-Anlage die größte Leistung erreicht. Dieser ist mathematisch, als Produkt aus Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom der Solarzelle, definiert. Das heißt der Maximum Power Point ist kein konstanter Wert; er ändert sich durchgehend und wird beeinflusst von der Strahlungsintensität und der Zelltemperatur.
  • Modulwirkungsgrad
    Dieser gibt an wieviel Prozent der auf ein Modul eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Je nach Zellart gibt es verschiedene Wirkungsgrade, bei Monokristallinen Zellen beträgt dieser circa 17-22% und bei Polykristallinen circa 12-15%. Dieser Wirkungsgrad wird bei Standard Test Bedingungen gemessen.
  • Monitoringsystem
    Ein System zur Überwachung von PV-Anlagen vor Ort oder aus der Ferne. Gibt Auskunft über derzeitige Leistung und Gesamtstromerzeugung der Anlage.
  • Montagesystem
    Es gibt vielseitige Einbindungsmöglichkeiten für Photovoltaikanlagen in Gebäuden. Prinzipiell können sie auf allen Bereichen eines Gebäudes installiert werden. Auf Schrägdächern werden Module mittels Montageschienen und Dachankern in die Dachsparren verschraubt. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit Module in die Dachbedeckung zu integrieren. Bei Flachdächern und freistehenden Anlagen gibt es Aufständerungen mit denen Module mit einem gewissen Neigungsgrad aufgeständert werden. Auf Flachdächern können diese entweder verschraubt oder mit Beschwerungen montiert werden. Generell muss bei der Montage auf eine gute Hinterlüftung geachtet werden.
  • MPP Tracker
    Dieser gewährleistet, dass eine Photovoltaikanlage möglichst oft am MPP, Maximum Power Point, betrieben wird. Der MPP Tracker regelt die Spannung indem er sie senkt oder erhöht, damit die Anlage am MPP arbeitet. Ein MPP Tracker ist meist Bestandteil von einem Wechselrichter, er kann jedoch auch in einem einzelnen Solarmodul integriert sein.
  • Nachführungssystem
    Diese Systeme folgen dem Sonnenstand und ermöglichen dadurch einen höheren elektrischen Ertrag. Dabei wird der Elevationswinkel (Höhe) sowie der Azimutwinkel (Verlauf) der Sonne nachgefahren. Unterschieden werden ein- und zweiachsige Nachführungssysteme.
  • Nennleistung
    Damit wird die Leistung eines PV-Moduls oder einer ganzen Anlage unter genormten Bedingungen verstanden und in kWp angegeben.
  • Netzgekoppelte Anlage
    Man spricht von Netzgekoppelten Anlagen, wenn ein PV System fest mit dem öffentlichen Netz verbunden ist, und die erzeugte Energie, ganz (Volleinspeisung) oder zum Teil (Überschusseinspeisung) in das Netz eingespeist wird.
  • Photoeffekt
    Dieser beschreibt das Herauslösen von Elektronen aus Metallen durch die Bestrahlung mit Licht. Verbindet man einen positiv und negativ geladenen Halbleiter (Silizium) miteinander, erzeugen diese freien Elektronen bei Lichteinstrahlung eine elektrische Spannung. Diese kann bei PV-Zellen durch Anlegen von Front- und Rückkontakten zur Erzeugung von Strom verwendet werden. Die Spannung einer herkömmlichen silizium-basierten Zelle beträgt bei maximaler Leistung etwa 0,5 Volt.
  • Resttragfähigkeit
    Beschreibt die Tragfähigkeit, die ein Dach für die zusätzliche Belastung durch eine PV-Anlage aufweisen muss. Sie ist von dem Montagesystem und den PV-Modulen abhängig und muss durch ein statisches Gutachten bestätigt werden. Herkömmlicherweise geht man in der Vorplanung von einer notwendigen Resttragefähigkeit von 15 kg/m² aus.
  • Schneelast
    Auf Grund des hohen Drucks den Schnee auf ein PV-Modul bzw. Die Unterkonstruktion auswirken kann, muss bei der Planung und Errichtung die Schneelast berücksichtigt werden. Ja nach Standort der Anlage ist die Schneelast unterschiedlich stark. Die Hersteller von Modulen und Tragekonstruktionen geben eine maximal zulässige Kraft an, die ihre Systeme aufnehmen können. Eine Mehrbelastung durch eine PV-Anlage kann nur zum Problem werden, wenn das Dach ohnehin schon in keinem guten Zustand ist.
  • Smart Grid
    Darunter werden “intelligente” Stromnetze verstanden, welche durch Kommunikation zwischen Netzkomponenten, Erzeugern, Verbrauchern und Speichern einen energie- und kosteneffizienten Systembetrieb ermöglichen. Da der Anteil an erneuerbaren Energieerzeugern stetig steigt und Wind- und Solarkraft im Vergleich zu herkömmlichen Erzeugern fluktuierende Energiemengen erzeugen ist es nötig durch Kontrolle und Regelung für ein stabiles Stromnetz zu sorgen.
  • Solarzelle
    In den Solarzellen erfolgt die Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie, und diese lassen sich mit unterschiedlichen Technologien herstellen. Einzelne Solarzellen werden zu einem Solarmodul zusammengefasst und durch verzinnte Kupferstreifen zu einem String elektrisch miteinander verschaltet. Dies geschieht unter anderem aus dem Grund, dass eine einzelne Solarzelle nicht genug Leistung hat, um einen größeren Verbraucher zu versorgen. Die Leistung des Moduls ergibt sich aus der Summe der Leistungen der verschalteten Zellen.
  • Solarzelltechnologie
    Zunächst können Solarzellen in sogenannte Dünnschicht- und in Dickschichttechnologien eingeordnet werden. Zu den Dickschichttechnologien gehören die mono- und polykristallinen Solarzellen und zu den Dünnschichttechnologien die sogenannten amorphen Zellen. Diese Zellen unterscheiden sich grundsätzlich durch das Halbleitermaterial. Halbleiter sind bestimmte Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit mit zunehmender Temperatur ansteigt, und beim absoluten Nullpunkt verschwindet. Der gebräuchlichste Halbleitergrundstoff für kristalline Solarzellen ist Silizium; für etwa 90-95% der am Markt befindlichen Module wird Silizium für das Zellmaterial und die Glasabdeckung verwendet. Silizium weist zwar niedere Werte bei den Absorptionskoeffizienten für Lichtstrahlen auf, und die Solarzellen müssen deshalb relativ dick sein, um das Licht möglichst vollständig zu absorbieren; Silizium ist jedoch nach Sauerstoff das zweit häufigste Element auf der Erde und stellt etwa 27% der Erdkruste dar. In Reinform kommt Silizium in der Natur kaum vor, sondern hauptsächlich in Form von Siliziumdioxid, auch Quarzsand genannt. „Somit gibt es Silizium im wahrsten Sinne des Wortes wie Sand am Meer“ (Mertens, 2018, S.123).
  • STC-Bedingungen
    Um qualifizierte Aussagen über Module treffen zu können und sie miteinander zu vergleichen, wurden international einheitliche Bedingungen festgelegt, nach diesen die Module im Labor getestet werden. Diese Standard-Test-Bedingungen (engl.: Standard-Test-Conditions) sind durch folgende Parameter definiert: Senkrechte Einstrahlung mit 1000 W/m² Zelltemperatur von 25°C Definiertes Lichtspektrum nach Referenzstrahlungsstärke Air Mass von 1,5 (gibt den Weg des Lichts durch die Atmosphäre an)
  • String
    Der Begriff String kommt aus dem englischen und bedeutet Strang. Durch entsprechende Verkabelung werden 20 Module zu einem String elektrisch miteinander verschaltet. Die Gesamtleistung eines Strings wird durch das „schlechteste“ Modul bestimmt. Daher ist es bei der Detailplanung wichtig, die Platzierung der Module und der jeweiligen Strings genau zu definieren und auch allfällige Verschattungen zu berücksichtigen. Beispiel für die Verkabelung von 320 Watt-Modulen anhand von Wechselrichtern mit verschiedenen Nennleistungen: 1 String                                       =          20 Module 1 Modul                                      =          310 Watt Gesamtleistung String            =          6,2 kWp   WR 25 KW                                =          4 Strings WR 50 KW                                =          8 Strings WR 100 KW                              =          16 Strings
  • Überschusseinspeisung
    Bei dieser Einspeisung wird der Überschuss an Strom, der nicht vor Ort direkt verbraucht oder gespeichert werden kann, ins Netz eingespeist.
  • Verschattung
    Führt dazu, dass Module nur die diffuse Sonnenstrahlung nutzen können und somit weniger Strom produzieren. Kann durch Verschmutzung der Module, durch angrenzende Objekte oder durch Eigenverschattung von anderen Modulen entstehen.
  • Volleinspeisung
    Bei dieser Einspeisung wird der gesamte produzierte Strom einer Anlage ins Netz eingespeist.
  • Volllaststunde
    Die Volllaststunden (h) für eine Anlage werden berechnet, indem die innerhalb eines Jahres erzeugte Energie in Kilowattstunden (kWh) durch die Maximalleistungen der Anlage in kW dividiert wird. Das Ergebnis sind die Stunden h, welche die Anlage mit maximaler Leistung arbeiten müsste, um die im Jahr produzierte Leistung zu produzieren. In Wirklichkeit wird die Anlage viel mehr Stunden im Jahr Arbeiten, aber mit erheblich reduzierter Leistung. Durch Division der tatsächlichen Stunden mit den Vollaststunden kann die Ausnutzung der Anlage berechnet werden.
  • Wechselrichter
    Ein Wechselrichter ist eine Art von Stromrichter, welcher aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung herstellen kann. Wenn ein Verbraucher an die erzeugte Wechselspannung angeschlossen wird, entsteht also Wechselstrom aus Gleichstrom. Die gegenteilige Funktion wäre die eines Gleichrichters. Je nach Anwendung unterscheidet man zwischen selbstgeführten und fremdgeführten sowie zwischen einphasigen und mehrphasigen Wechselrichtern. Generell können Solarwechselrichter einen sehr hohen Wirkungsgrad von über 98 % erreichen.
  • Windlast
    Bezeichnet die Belastung, die der Wind auf ein PV-Module und das Montagesystem ausübt.
  • Wirkungsgrad
    Der energetische Wirkungsgrad einer Maschine ist eine quantitative Angabe ihrer Energieeffizienz. Er ist das Verhältnis der erzeugten nutzbaren Energie zur eingesetzten Energie. Beispielsweise hat ein Wechselrichter einen Wirkungsgrad von 90 %, wenn er aus 1 kW elektrischer Leistung eine mechanische Antriebsleistung von 0,9 kW erzeugt.
  • Zählpunktnummer
    Ist die internationale Kennzeichnung des Zählplatzes und identifiziert damit eindeutig eine Anlage.
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