Als Sonnenenergie wird die Nutzung von Sonnenlicht zur Erzeugung von elektrischem Strom oder Wärme bezeichnet.
- Sogenannte Solarthermie erzeugt Wärme, die dann für das Heizen oder die Bereitstellung von warmem Wasser genutzt wird.
- Photovoltaikanlagen hingegen wandeln das auftreffende Sonnenlicht in Strom um – zur direkten Verwendung, zur Einspeisung ins Netz oder zur Lagerung in einem Speichermedium.
So funktioniert Photovoltaik
Eine Photovoltaik-Anlage ist ein Zusammenspiel verschiedener Komponenten. Dazu gehören die Solarmodule aus Silizium, die als Kollektoren die Sonnenstrahlen einfangen, und sogenannte Wechselrichter, die aus dem erzeugten Gleichstrom Wechselstrom für den Hausgebrauch machen. Ein Zweirichtungs-Stromzähler ermöglicht die Einspeisung ins Netz und die Überprüfung der dafür anfallenden Vergütung nach dem geltenden Tarif.
Die „grüne“ Energie hilft Kosten zu senken, nutzt keine fossilen Brennstoffe, produziert keine Abfälle und ist bei regelmäßiger Wartung der Anlagen jahrelang störungsfrei verfügbar. Damit es auch bei der Sicherheit stimmt, gibt es längst Auflagen hinsichtlich der Zulassung, Überprüfung und Wartung von PV-Anlagen.
Für wen lohnt sich eine Photovoltaik-Anlage?
Die Vorzüge von Anlagen für Photovoltaik liegen auf der Hand – Nutzer können damit autark werden oder bei Netzeinspeisung ihre Auslagen für die Installation zumindest teilweise wieder hereinholen. Eine gängige Frage ist jedoch, für wen eine solche Anlage in Frage kommt. Vielleicht sollte man allerdings andersherum fragen: Für wen lohnt sich Photovoltaik nicht?
Tatsächlich sind die Kosten für die Erstinstallation seit den frühen Jahren der PV-Technologie deutlich gesunken, so dass sich die Umstellung auf Sonnenenergie für Einfamilienhäuser, Eigentumswohnhäuser, aber auch für Betriebe mit hohem Energiebedarf lohnt. Nicht zuletzt deshalb, weil die Einrichtung auch gefördert wird. Die tatsächliche Umsetzung lässt sich anhand des eigenen Bedarfs und der verfügbaren Fläche für Solarmodule kalkulieren.
Die BAFA Förderung bei Photovoltaik
Zweifellos müssen Häuslebauer oder Immobilienbesitzer bei der Installation einer Solaranlage in die Tasche greifen. Die Investitionskosten liegen für Haushalte in Bereichen zwischen 3.000 und rund 14.000 Euro – je nach Umfang und Bedarf. Doch diese Beträge müssen Interessenten, die die grüne Energie nutzen wollen, nicht allein aufbringen. Förderungen durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) können bundesweit beantragt werden, auch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) unterstützt sanierungswillige Antragsteller.
Mindestens ein Viertel der anfallenden Kosten werden durch die Fördermaßnahmen übernommen, häufig auch mehr. Wichtig ist jedoch, dass der entsprechende Antrag schon vor Baubeginn bei der BAFA eingereicht wird – und dass die geplante PV-Anlage auf der Liste der förderfähigen Anlagen zu finden ist – die Anlage muss ausdrücklich erwähnt sein. Da die BAFA-Liste bereits mehr als tausend verschiedene Produkte aufzählt, dürfte dies für die Umsetzung keine Schwierigkeiten mit sich bringen.
Die Wiederkehrende Prüfung der PV-Anlage nach DGUV Vorschrift 3
Ist die Photovoltaik-Anlage erst einmal installiert und in Betrieb genommen, kommt für Nutzer der grüne Strom aus der Steckdose. Allerdings unterliegen PV-Systeme weiteren Auflagen für Betrieb und Wartung. Diese sollen eine sichere Nutzung gewährleisten und Risiken oder Unfälle ausschließen.
Eine Erstprüfung erfolgt vor der Inbetriebnahme und stellt sicher, dass die maßgeblichen Normen DIN VDE 0100 und DIN VDE 0126 eingehalten werden. Später fallen regelmäßige Prüfungen in Abständen von nicht mehr als zwölf Monaten an.
Jede Prüfung beinhaltet eine Besichtigung, die Überprüfung der Funktionalität und eingehende Messungen. Gegenstand der Inspektionen sind dabei Prüfungen folgender Komponenten und Aspekte:
- Test der Durchgängigkeit der Schutzleiter und PA-Leiter
- Messung der Isolationswiderstände auf der Seite der Wechselspannung
- Messung der Schleifenwiderstände zur Gewährleistung einer automatischen Abschaltung
- Messung der Leerlaufspannung des Generators
- Überprüfung der Polarität des Generators zur Sicherstellung korrekter Schaltungen der Module
- Messung von Kurzschluss- und Betriebsströmen am Generator
- Prüfung der Wechselrichter
- Messung der Isolationswiderstände am Generator
Zusammengenommen stellen diese Schritte sicher, dass die gesamte Wertschöpfungskette einer PV-Anlage einwandfrei funktioniert – einschließlich einer sicherheitstechnischen Abschaltung im Fall eines Fehlers.
Schutzmaßnahmen bei einer Photovoltaikanlage ( Allgemeines über die Sicherheit )
Schon bei der Montage einer PV-Anlage beginnen Sicherheitsmaßnahmen, die während der gesamten Nutzung nicht unterbleiben sollten und sich auch auf die Wartung und Prüfung erstrecken. Dazu gehört, dass die verwendeten Komponenten bis zur endgültigen Installation in der Verpackung verbleiben. So können versehentliche Beschädigungen ausgeschlossen werden.
Alle Steckverbindungen müssen firm und ohne Spalten abschließen, einmal verbundene Stecker dürfen nicht mehr getrennt werden, sobald der Stromkreis der Anlage geschlossen wurde.
Die Installation, Prüfung und Wartung ist immer mit einem Zugriff auf die elektrotechnischen Bauteile verbunden und sollte daher nie bei Niederschlag, aber auch nicht bei starkem Wind vorgenommen werden. Das Werkzeug muss im Interesse der eigenen Sicherheit isoliert sein.
Grundsätzlich gelten für die Arbeiten an einer Photovoltaikanlagen alle Auflagen gemäß den Vorschriften beim Arbeiten unter Spannung, wie sie in der DGUV Vorschrift 3 ( Vorher: BGV A3 ) festgehalten sind. Zur Sicherheit aller Beteiligten sind Wartungs- und Prüfarbeiten an einer Photovoltaikanlage nur von einer für diese Tätigkeit nachweislich geschulten Fachkraft auszuführen.
Die Schutzeinrichtungen einer PV-Anlage
Als häuslicher Betreiber einer PV-Anlage sollten sich Nutzer darüber im Klaren sein, dass eine einmal installierte Anlage Strom erzeugt, sobald sie dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Trennelemente sorgen für eine saubere Trennung von Gleichstrom und Wechselstrom am Wechselrichter. Weitere Trennstellen an den Strängen der einzelnen Module dienen der partiellen oder teilweisen Abschaltung im Gefahrenfall.
Die Module sind in der Regel hintereinander geschaltet und in einem Generatoranschlusskasten zusammengeführt. Die Leitungen, die dafür verwendet werden, ebenso wie die abgehenden Leitungen für den Gleichstrom, der zum Wechselrichter führt, müssen der maximalen Leistung der einzelnen Module und ihrer kombinierten Kapazität entsprechen.
Zusätzlich sorgen sogenannte Strangsicherungen für die beiden abgehenden Leister für Schutz gegen einen Überlast. Viele Hersteller empfehlen hierfür sogenannte Schmelzsicherungen, deren Bemessungsspektrum wenig über dem Kurzschlussstrom der einzelnen Module liegt. Im Anschlusskasten ermöglichen Messklemmen eine laufende Messung und Überwachung der Ströme. Alle Komponenten, aber vor allem diejenigen auf der Gleichstromseite, sind räumlich getrennt und isoliert anzubringen.
Fazit: Zukunft Sonnenenergie – mit Sicherheit zum Klimaschutz
Grüne Energien stehen angesichts des Klimawandels zunehmend im Fokus – und tatsächlich ist es gerade Photovoltaik, die Endnutzer rasch und ohne aufwendige Umbauten für sich einsetzen können. Die Kosten für Anschaffung und Installation sind inzwischen gegenüber früheren Jahren gesunken, die Effizienz der Module hat sich verbessert. Dank der Subventionierung können sich Verbraucher mindestens ein Viertel ihrer Auslagen zurückholen.
Auch bei Solarstrom gilt jedoch – es handelt sich immer noch um Strom, zudem in Teilbereichen um Gleichstrom. Angemessene Sicherheit bei der Installation, während des Betriebs und auch während der regelmäßigen Wartungen gewährleisten, dass die klimaneutrale Energiequelle sicher ist und nicht zur Gefahrenquelle mutiert.