Entscheidungshilfe: Das Für und Wider verschiedener Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen sorgen für eine gewisse Unabhängigkeit von den schwankenden Strompreisen. Sie bilden einen Beitrag zur Energiewende. Und nicht zuletzt lassen sich mit Solaranlagen Renditen erwirtschaften. Allerdings stellt die Anschaffung eine Investition dar, die sich aktuell noch im Bereich größerer vierstelliger Summen bewegt. Bevor Sie sich für oder gegen die Anschaffung einer PV-Anlage entscheiden, sollten Sie die Vor- und Nachteile abwägen.

Überblick: Allgemeine Vor- und Nachteile von Photovoltaikanlagen

Zu den Vorteilen einer PV-Anlage gehören:
* Umweltschutz: Beitrag zur Energiewende
* Sonne als kostenfreie Energiequelle wird nutzbar gemacht
* (Teilweise) Unabhängigkeit von steigenden Stromkosten
* Potenziell hohe Rendite über die Einspeisevergütung
* Anlage ist wartungsarm und bedeutet keine Geruchs- oder Geräuschbelastung
* Unterstützung der dezentralen Energieversorgung (weniger Hochspannungsmasten)
* PV-Anlagenbetreiber sind vor dem Finanzamt Unternehmer (mit allen Rechten und Pflichten)

Die Nachteile einer PV-Anlage sind:
* Degradation: die Anlage verliert im Laufe der Zeit an Leistungsfähigkeit
* Hohe Investitionskosten
* Weitere Investition im Lauf der Lebensdauer der Anlage: Wechselrichter
* PV-Anlagenbetreiber sind vor dem Finanzamt Unternehmer (mit allen Rechten und Pflichten)

Ist die grundsätzliche Entscheidung für eine PV-Anlage gefallen, stellt sich die Frage: Welche Art von Solarmodulen eignet sich für das Vorhaben? Es gibt drei unterschiedliche Arten von Solarmodulen: monokristalline, polykristalline und Dünnschichtmodule.

Hintergrund: die Funktionsweise einer PV-Anlage

Eine Photovoltaikanlage besteht aus einem Wechselrichter und Solarmodulen, die wiederum aus aneinandergereihten Solarzellen bestehen. Die Zellen sind somit die eigentlichen Stromerzeuger.

Physikalisch gesprochen handelt es sich bei einer Solarzelle um Halbleiterdioden. Treffen die Sonnenstrahlen auf die Solarzellen, so wird aus der Sonnenenergie ein Gleichstrom erzeugt. Das physikalische Prinzip dahinter ist der sogenannte Photoeffekt: In einer Solarzelle befinden sich unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten, sodass eine positive und eine negative Schicht entstehen. Am Übergang zwischen den beiden Schichten bildet sich ein elektrisches Feld, das die beiden Schichten voneinander trennt.

Treffen die Sonnenstrahlen also auf die Solarzelle, so werden neutral geladene Teilchen angeregt und auf diese Weise Elektronen freigesetzt. Die Elektronen werden über Metallkontakte an das Verbrauchsgerät als Gleichstrom abgeleitet. Über einen in sich geschlossenen Kreislauf gelangen die Elektronen über die Rückseite zurück in die Solarzelle. Hier verbinden sich die Elektronen wieder mit positiv geladenen Teilchen zu Teilchen mit neutraler Ladung. Der Prozess kann von vorne beginnen.

Der Wechselrichter verwandelt den so erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom. Dies ist wichtig, da dieser sowohl für Ihre Haushaltsgeräte als auch zur Einspeisung in das öffentliche Netz erforderlich ist. Der Wechselrichter ist das einzige echte Verschleißteil an einer PV-Anlage.

Technische Fragen: Die unterschiedlichen Solarmodule

Grundsätzlich funktionieren alle Solarmodule gleich, also nach demselben Prinzip. Allerdings gibt es Materialunterschiede, die sich vor allem bei den Kosten und den Wirkungsgraden bemerkbar machen.

Polykristalline Solarmodule

Für die Fertigung von polykristallinen Solarzellen verwendet man Silizium. Dieses wird geschmolzen und mit Boratomen dotiert, also verunreinigt. In einem speziellen Gussverfahren wird es dann in Blöcke gegossen. Diese Blöcke (Ingots) werden in Scheiben, die sogenannten Wafer, geschnitten und mit einer Antireflektionsschicht versehen. Durch dieses Herstellungsverfahren richten sich die Kristalle unterschiedlich aus. An den Grenzen der einzelnen Kristalle kommt es zu Verlusten, sodass der Wirkungsgrad polykristalliner Solarmodule recht gering ist: Er liegt bei 12 bis 18 Prozent. Andererseits handelt es sich um eine günstige Art von Solarzellen, was sich auf die Investitionshöhe positiv auswirkt.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarzellen bestehen ebenfalls aus Silizium, allerdings kommt hier ein anderes Herstellungsverfahren zur Anwendung: So entstehen runde Einkristalle (Ingots), die dann ebenfalls in dünne Schichten, die Wafer, geschnitten werden. Da monokristalline Solarzellen keine unterschiedlich ausgerichteten Kristalle enthalten, sind die Verluste geringer als bei den polykristallinen Solarzellen. Der Wirkungsgrad liegt bei 14 bis 18 Prozent. Auch bei diffuser Sonneneinstrahlung bleibt die Effizienz vergleichsweise hoch. Allerdings ist das Herstellungsverfahren teurer und damit auch der Anschaffungspreis für eine Solaranlage mit monokristallinen Solarmodulen.

Solarmodule mit Dünnschichtsolarzellen

Neben den mono- und polykristallinen Solarzellen gibt es noch die sogenannten Dünnschichtzellen. Diese bestehen aus einem Trägermaterial, das mit dem Halbleiter beschichtet wird. Als Halbleiter können insbesondere Silizium, Galliumarsenid, Cadmiumtellurid oder Kupferindiumselenid verwendet werden. Der Wirkungsgrad ist mit sechs bis acht Prozent sehr niedrig. Allerdings benötigt man für die Herstellung nur sehr wenige Rohstoffe. Das macht diese Art der Solarmodule zu einer recht preiswerten Variante.

Eine Entscheidung aus vielen Faktoren

Jede Art von Solarmodulen hat Vor- aber auch Nachteile. Welche Art von Solarmodulen für Sie optimal ist, hängt insbesondere von folgenden Faktoren ab:
* Platzangebot für die PV-Anlage auf dem Dach (Dachgröße)
* Ausrichtung des Daches (direkte Sonneneinstrahlung oder diffuses Licht)
* Budget, das für die Investition zur Verfügung steht
* Ansprüche an die Leistungsfähigkeit der Anlage