Photovoltaik Glossar – einfach erklärt

Der Amortisationszeitpunkt zeigt, wann sich eine Photovoltaik-Anlage "rechnet", sprich wann sich die Investitionskosten durch die Erträge bzw. erwirtschafteten Gewinne decken.

Die energetische Amortisation hingegen bezeichnet den Zeitpunkt, an dem sich die für die Herstellung notwendige Energie amortisiert hat.

Trotz Photovoltaik-Anlage muss man höchstwahrscheinlich Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen. Der Bezugszähler zeigt, wie viele Kilowattstunden (kWh) aus dem Netz bezogen werden.

Herkömmliche Module können nur das Sonnenlicht nutzen, das auf die Vorderseite fällt. Bifaziale Modulen nutzen hierfür hingegen die Vorder- und Rückseite. Beide Seiten sind photoelektrisch wobei die Rückseite sehr viel von der Rückstrahlung des Untergrundes profitiert.

Dieser ist nur bei bifazialen Modulen relevant und beschreibt den Leistungsunterschied bzw. den Unterschied des Wirkungsgrades zwischen Vorder- und Rückseite.

Obwohl der Ertrag der Vorderseite durch bifaziale Module leicht sinkt wird durch die Nutzung der Rückseite ein Mehrertrag von 5 bis 30 Prozent erreicht. Der Mehrertrag ist vor allem davon abhängig, in welchem Neigungswinkel die Module aufgestellt wurden und wie viel Rückstrahlung durch den Untergrund vorhanden ist.

Auch als DC (direct current) abgekürzt bedeutet, dass Strom immer in die gleiche Richtung fließt.

Der Ertrag einer Photovoltaik-Anlage ist am Ertragszähler ersichtlich. Dieser zeigt, wie viele Kilowattstunden Energie die Anlage erzeugt hat. Im Unterschied dazu zeigt der Einspeisezähler, wie viel Energie in das Stromnetz eingespeist wurden. 

Wer seine eigenen Werte mit anderen Photovoltaik-Anlagen vergleichen möchte, berechnet am besten den spezifischen Jahresertrag => Elektrischer Energieertrag (kWh) dividiert durch die installierte kWp-Leistung der Anlage.

Bezeichnet die Energiemenge pro Zeiteinheit z.B. pro Stunde.

Jedes Modul wird einem STC-Test unterzogen welches als Ergebnis die Leistungsabgabe des Moduls in Watt angibt. Wird beim STC-Test zB. eine Leistung von 350 Watt gemessen, so wird die Nennleistung des Moduls mit 350 (Wp) angegeben. Die Nennleistung wird in weiterer Folge für die Berechnung des Wirkungsgrades benötigt.

Der Strom der Photovoltaik-Anlage kann ganz oder teilweise in das Stromnetz eingespeist werden. Solche Anlagen werden auch netzgekoppelte bzw. netzverbundene Anlagen genannt. Der nicht benötigte Strom wird dem Energieversorger verkauft.

Am Wechselrichter wird eine Netzüberwachungseinrichtung installiert. Finden z.B. Arbeiten am öffentlichen Stromnetz statt oder ist die Anlage defekt, wird die Anlage aus Sicherheitsgründen automatisch vom Stromnetz entkoppelt. Dies geschieht durch eine ENS Einrichtung (Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen) oder anhand einer dreiphasigen Spannungsüberwachung. Sie überwachen die Spannungen und Frequenzen im Stromnetz und trennen ggf. die Anlage vom Stromnetz.

Bezeichnet, wie viele kWp Leistung pro m² Photovoltaik-Module erreicht werden.

Der Ertrag berechnet sich aus Lichteinstrahlung, Einstrahlungswinkel, Lichtspektrum und Temperatur des Photovoltaik-Moduls. Die Strahlungsintensität unterscheidet sich je nach Region.

Solarmodul, Photovoltaik-Modul, PV-Modul, oder Solarpanel, sie meinen alle das gleiche. Ein Modul besteht aus mehreren Solarzellen, in denen Sonnenlicht (die Energie der Sonne) direkt in elektrische Energie (Elektrizität) umgewandelt wird.

Solarmodule bestehen aus monokristallinen, polykristallinen oder Dünnschichtzellen, wofür Silizium verwendet wird. Um die Solarzelle zu schützen, werden sie mit Kunststoff oder Harz umgeben und auf der Vorder- und Rückseite beschichtet.

Engl. Standard test conditions beschreibt die Laborbedingungen, unter denen Solarmodule getestet werden. Da jedes Modul unter den gleichen Rahmenbedingungen im Labor getestet wird, sind die Ergebnisse miteinander vergleichbar. Testverfahren:

Photovoltaik-Module werden in einer Reihe zusammengeschaltet, das wird auch als String bezeichnet.

Die Leistung des Solarmoduls ist von der Betriebstemperatur der Solarzelle abhängig. Der Temperaturkoeffizient beschreibt den Zusammenhang zwischen Modulleistung und Temperatur. Je geringer dieser Wert ist, eine desto bessere Leistung erbringt die Photovoltaik-Anlage auch bei hohen Temperaturen.

Ausgegangen wird von einer Modultemperatur von 25°C, bei jedem Grad darüber sinkt der Wirkungsgrad um 0,35 Prozent.  Wenn das Modul z.B. eine Temperatur von 50°C erreicht, dann werden nur 91,25 % der Nennleistung erreicht.

Für die Berechnung wird die Temperaturdifferenz von 25 genommen (50°C minus 25°C) und anschließend mit 0,35 multipliziert. In diesem Fall ergibt dies 8,75. Bei einer Modultemperatur von 50°C erbringt das Modul 8,75 % weniger Leistung.

Die Nennleistung (maximal Leistung) einer einzelnen Solarzelle wird in Watt Peak angegeben. Die Anlagenleistung wird in Kilowatt Peak angegeben (1.000 Watt Peak = 1 Kilowatt Peak).

Beim Wechselrichter kommt es darauf an, ob die Anlage an das Stromnetz gekoppelt ist oder nicht (autarke Anlage). Netzgekoppelte Anlagen benötigen einen Wechselrichter, der den produzierten Gleichstrom der Photovoltaik Anlage in Wechselstrom umwandelt, nur so kann der Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden. Beim Kauf des Wechselrichters sollte auf den Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit geachtet werden.

Eines vorweg, der berechnete Wirkungsgrad ist die theoretische Spitzenleistung des Moduls, welche hauptsächlich im Labor erreicht werden kann. Wenn Sonnenenergie in Strom umgewandelt wird, kommt es zu Verlusten in der Wirksamkeit. Der tatsächliche Wirkungsgrad wird zusätzlich von der Modulart, den Temperaturen, und vielen weiteren Faktoren beeinflusst.

Aber auch zu viel Sonne im Sommer lässt den Wirkungsgrad sinken. Im STC-Verfahren wird als Basis eine Modultemperatur von 25 Grad angenommen. Im Sommer wird diese natürlich überschritten und es kommt zu Leistungseinbußen (siehe dazu Temperaturkoeffizient).  

Standardmodule weisen in der Regel eine Fläche von 1,6 bis 1,7 m² ohne Rahmen auf. Der Wirkungsgrad bezieht sich aber auf die Leistung pro Quadratmeter, es erfolgt daher eine Umrechnung: 

Wenn ein Modul beim STC-Test ein Ergebnis von 350 Watt Leistung erzielt, beträgt der Wirkungsgrad 21,86 Prozent.

Bei 300 Watt Leistung wird ein Wirkungsgrad von 18,7 % erzielt, bei 400 Watt ein Wirkungsgrad von 25 Prozent und bei 450 Watt ein Wirkungsgrad von 28,13 Prozent.

In das öffentliche Stromnetz kann nur Wechselstrom eingespeist werden. Die Solarmodule erzeugen aber Gleichstrom. Damit der Strom trotzdem eingespeist werden kann, wandelt der Wechselrichter den Gleichstrom in Wechselstrom um.