Umgangssprachlich werden Photovoltaik- und Solaranlagen oftmals gleich gesetzt. Neben der Photovoltaikanlage gibt es auch noch Solarthermieanlagen, welche beide in die Familie der Solaranlagen gehören. In beiden Fällen wird die Sonne als Energiequelle genutzt und umgewandelt.
Der grundlegende Unterschied ist:
Photovoltaikanlagen wandeln die gewonnene Sonnenenergie in Strom um, während Solarthermieanlagen aus der Sonnenenergie Wärme gewinnen, welche für Warmwasser und zur Beheizung der Liegenschaft genutzt werden kann.
Es gibt verschiedene Technologien zur Energieerzeugung, welche die Energie der Sonne nutzen. Die beiden wichtigsten sind Photovoltaik und Solarthermie.
Sowohl Photovoltaikanlagen als auch Solarthermieanlagen
gehören in die Familie der Solaranlagen. In beiden Fällen wird die Sonne als
Energiequelle genutzt und umgewandelt. Der grundlegende Unterschied ist:
Bei einer Solarthermie-Anlage fangen Sonnenkollektoren die Sonnenstrahlen ein. Dadurch wird in den dünnen Röhren eine Flüssigkeit erhitzt, wodurch Dampf entsteht. Diese Wärme wird in einen Speicher im Haus weitergeleitet, wo sie genutzt werden kann. Bei der Photovoltaikanlage wird die Energie der Sonne in elektrischen Strom umgewandelt, der anschliessend im Haus genutzt werden kann.
Solarthermie erzeugt also Wärme, Photovoltaik produziert Strom.
Insgesamt ist eine Photovoltaikanlage mit Luft-Wasser-Wärmepumpe effizienter als nur eine Solarthermie-Anlage.
Der Vorteil der Photovoltaik ist die grosse Vielseitigkeit. Strom lässt sich für alle Geräte von Küchengerät bis zum Elektroauto nutzen und kann auch eine Wärmepumpenheizung antreiben. Zudem kann eine Photovoltaikanlage Energie ins Netz einspeisen, was wiederum vergütet wird.
Eine solarthermische Anlage hingegen kann nur Wärme erzeugen. Jedoch haben diese Anlagen einen hohen Wirkungsgrad, da die Energie nicht umgewandelt werden muss und benötigen daher auch weniger Dachfläche. Zudem sind solarthermische Anlagen in der Anschaffung günstiger. Allerdings ist gekaufter Strom pro Kilowattstunde teurer als Wärme.
Kombination Photovoltaik mit Luft-Wasser-Wärmepumpe
Durch die Kombination der Photovoltaik mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Wasserspeicher kann derselbe Wirkungsgrad wie bei einer Solarthermie-Anlage mit einem Wasserspeicher erreicht werden. Jedoch kann die gewonnene Energie bei der Solarthermie-Anlage nur für das Warmwasser, bzw. als Heizungsunterstützung genutzt werden und der Überschuss geht verloren. Hingegen ist der Einsatz bei der Photovoltaikanlage sehr vielseitig und der Überschuss kann ins Stromnetz eingespiesen werden und wird vergütet.
Photovoltaik mit Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Wasserspeicher | Solarthermie mit Wasserspeicher | |
---|---|---|
Wirkungsgrad | Photovoltaik 15% * COP4 = ~60% (Luft-Wasser-Wärmepumpe COP = 4) | Gesamtsystem ~60% |
Einsatz | Vielseitig | Nur Warmwasser / Heizungsunterstützung |
Überschuss | Direkte Verwendung, Rest ins Stromnetz (Vergütung) | Kein Nutzen |
Welches der Systeme besser für Ihr Gebäude geeignet ist und ob allenfalls sogar eine Kombination Sinn macht, ist von Gebäude zu Gebäude unterschiedlich. Die Härz AG beratet Sie gerne.
Für die Anschaffung einer PV-Anlage sprechen neben den ökologischen Aspekten vor allem auch die wirtschaftlichen Gründe.
Der Solarstrom von der eigenen Anlage ist günstiger als der Strom aus dem Netz:
Ihre Stromrechnung wird so um bis zu 30% gesenkt.
Stromgestehungskosten bzw. Wirtschaftlichkeit
Die Gestehungskosten bezeichnen die Kosten, welche für die
Energieumwandlung von einer anderen Energieform in elektrischen Strom notwendig
sind. Die Kosten einer gut ausgerichteten Anlage liegen bei ca. 18 Rp./kWh (Grossanlagen) und bei ca. 30 Rp./kWh (Kleinanlagen).
Die genaue Höhe ist von vielen Faktoren wie Anlagekosten, Standort, Ausrichtung,
Lebensdauer, Zinssatz, Unterhaltskosten usw. abhängig. Die Annuität berechnet
den linearen jährlichen Kapitalkostenanteil einer Investition über eine
bestimmte Zeitdauer zu einem bestimmten Zinssatz.
In jedem konkreten Fall wird im Vorfeld geprüft, ob sich das entsprechende Dach für eine PV-Anlage eignet. Hier spielen viele Faktoren wie die Tragfähigkeit, die Grösse des Daches aber auch die Dachneigung und der gewünschte Wirkungsgrad eine entscheidende Rolle. Auf alle Fälle muss die Gemeinde, bzw. der Kanton angefragt werden.
Die folgende Auflistung ermöglicht es Ihnen eine Ersteinschätzung zu machen.
Kann/darf ich eine Solarstromanlage installieren? | |||
---|---|---|---|
Falls Kernfrage mit "Ja" beantwortet: | |||
Ausrichtung der Solarfläche | 😊 Südlage | 😊 Ost-/Westlage | 🙁 Nordlage |
Verfügbare Fläche (Dach, Fassade etc.) | 😊 > 15 m2 | 😕 15 m2 | 🙁 < 2 m2 |
Durchschnittliche Jährliche Sonneneinstrahlung (www.swissolar.ch/solar-rechner) | 😊 > 1100 kWh/m2 | 😕 800-1000 kWh/m2 | 🙁 < 800 kWh/m2 |
Eigenversorgungsanteil durch PV-Anlage im Quartal (https://www.swissolar.ch/fuer-fachleute/hilfsmittel-photovoltaik/tools/) | 😊 > 60 % | 😕 60% | 🙁 < 20 % |
Bewilligungsverfahren | 😊 keine | 😕 einfach | 🙁 komplex |
Investitions- und Betriebskosten | 😊 tief | 😕 mittel | 🙁 hoch |
Kapitalzinsen | 😊 tief | 😕 mittel | 🙁 hoch |
Steuererleichterung (Gemeinde, Kanton) | 😊ja | 😊 teilweise | 😕 keine |
Förderbeiträge | 😊ja | 😊 teilweise | 😕 keine |
Hinweis: Angaben in der Tabelle ohne Gewähr.
😊 grundsätzlich gute Voraussetzungen für eine eigene Solarstromanlage
😕 grundsätzlich geeignete Voraussetzungen, weitere Abklärungen notwendig
🙁 weniger oder nicht geeignet für die Solarstromproduktion
Die Härz AG unterstützt Sie gerne und hilft Ihnen bei der Planung und Umsetzung der eigenen Photovoltaikanlage.
Schon eine Solaranlage mit einer Fläche von
20qm2 erzeugt etwa 80 Prozent des jährlichen Strombedarfs einer
vierköpfigen Familie. Die Installation lohnt sich also auch auf dem Dach eines
Einfamilienhauses.
Beispiel Flächenbedarf
Eine vierköpfige Familie benötigt durchschnittlich ca. 4000 kWh Strom
jährlich. Zur Produktion von Energie für 1000 kWh Strom wird eine
Solarstromanlage mit einer Fläche von ca. 5–10 m2 (je nach Wirkungsgrad)
benötigt. Dabei darf der Aspekt der Stromspeicherung (resp. des Strombedarfs in
der Nacht, bei Bewölkung) nicht ausser Acht gelassen werden.
Die Hersteller von Photovoltaik-Modulen zur Stromerzeugung geben Garantien zwischen 20 und 25 Jahren. Die durchschnittliche Lebensdauer liegt bei 30-40 Jahren.
Neben einer ökologischeren Energiegewinnung und Kostenersparnissen wird mit einer Photovoltaikanlage oft noch ein weiteres Ziel verfolgt: Autarkie. Autarkie steht für Unabhängigkeit vom Stromnetz.
Wer Strom mithilfe einer Photovoltaikanlage erzeugt, versorgt sich selbstständig mit Energie. Im Schnitt erreichen Photovoltaikanlagen in der heutigen Zeit zwar nur einen Eigenverbrauchsanteil von 15 bis 30 Prozent, mit einem Stromspeicher sind jedoch 60 bis 80 Prozent möglich. (Stand April 2022)
Der Eigenverbrauch beschreibt den Anteil des selbst erzeugten Solarstroms, welcher auch selber verbraucht wird. Je höher der Eigenverbrauchsanteil, umso weniger Solarstrom muss ins Netz eingespeist werden. Die Eigenverbrauchsquote steht für den Anteil des selbst genutzten Solarstroms vom insgesamt produzierten Solarstrom.
Mit Autarkie ist der Anteil des Strombedarfs gemeint, welcher mit der Photovoltaikanlage ohne Strombezug aus dem Netz gedeckt werden kann. Je höher der Autarkiegrad ist, desto tiefer fallen die Stromkosten aus. Der Autarkiegrad ist der Anteil des selbst genutzten Solarstroms am gesamten Stromverbrauch inklusive Strom aus dem Netz. Bei einem Autarkiegrad von 100 Prozent wird kein zusätzlicher Strom aus dem Netz benötigt.
Die Unabhängigkeit der öffentlichen Stromversorgung steigt mit der Fläche an Solarmodulen, mit welchen Strom erzeugt wird. 5 bis 10m2 Dachfläche sind notwendig, um 1 kWp (=Kilowatt Peak) zu installieren. Die Rechnung ist einfach: Je mehr Energie mit der Photovoltaikanlage abgedeckt werden kann, umso autarker ist man. Insgesamt spielen folgende Faktoren eine wichtige Rolle:
Eigenheime, die durch eine Photovoltaikanlage komplett autark mit Energie versorgt werden, sind eher eine Ausnahme. Das liegt vor allem daran, dass für einen Autarkiegrad von 100 Prozent eine entsprechend grosse Fläche an Modulen installiert werden muss, was in den meisten Fällen - insbesondere in Städten - nicht möglich ist. Des weiteren ist auch die Grösse des Stromspeichers ein essenzieller Faktor. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Eigenverbrauchsquoten von bis zu 80% schon eine sehr gute Leistung und ein grosser Gewinn für unsere Umwelt sind.
Um einen möglichst hohen Autarkiegrad zu erreichen, wird geraten, die Planung einem Fachmann zu überlassen.
Eine Photovoltaikanlage ohne Notstromfunktion schaltet sich automatisch ab, wenn sie vom Netz getrennt wird und kann damit weder Energie erzeugen noch nutzen.
Um auch während eines Stromausfalls Energie erzeugen und nutzen zu können, wird ein notstromfähiger Wechselrichter benötigt. Kommt es zu einer Unterbrechung der Stromversorgung, wird ein Signal an den Wechselrichter mit Notstromfunktion gesendet, woraufhin sich dieser vom Netz abkoppelt und zu einem "Inselbetrieb" umschaltet. Dadurch ist die PV-Anlage wieder in der Lage eigenständig Energie zu erzeugen.
Photovoltaikmodule bestehen vor allem aus Glas, Aluminium, Silizium sowie einigen Metallen wie Kupfer und Silber. Der Grossteil davon ist wiederverwertbar, der Prozess ist mit dem Recyceln von Fenstern vergleichbar. Etwa zehn Prozent, darunter vor allem Kunststoffe, müssen bislang verbrannt werden. In der Schweiz werden Solarpanels professionell und umweltgerecht recycelt.
Der Standort einer Solaranlage hat einen direkten Einfluss auf die mögliche Leistung und den Ertrag. Je nach Bewölkungszustand und Tageszeit können sowohl die Strahlungsleistung als auch der Anteil an direkter und diffuser Strahlung stark variieren. Bei schönem Wetter dominiert die Direktstrahlung, bei starker Bewölkung oder Nebel ist vorwiegend Diffus Strahlung vorhanden. Der durchschnittliche Anteil der Diffus Strahlung in der Schweiz beträgt ca. 50%. Die Sonnenbahn variiert ausserdem in unseren Breitengraden sehr stark während eines Jahres. Die Sonne steigt im Sommer am Mittag auf ca. 67° Höhe, aber nur gerade auf 20° im Winter.
Die Amortisation der Solaranlage hängt von verschiedenen Einflussfaktoren ab. Im Normalfall sind Solaranlagen nach 9 – 15 Jahren amortisiert.
Amortisation
berechnen:
Um die Amortisationszeit
der Photovoltaikanlage in Jahren zu berechnen, werden die Anschaffungs- und
Installationskosten durch die Summe aus Einnahmen und Abschreibung dividiert.
Ja, das Elektrizitätswerk vergütet jede Kilowattstunde, welche selber nicht genutzt wird. Die Vergütung ist stark von der Region abhängig.
Grundsätzlich ist jeder Solarstromproduzent frei, seine Energie am Markt zu verkaufen. Wer zurzeit den überschüssigen PV-Strom am besten vergütet, erfahren Sie hier.
Ein Batteriespeichersystem kostet heutzutage je nach Speicherkapazität zwischen 1‘000 und 2‘500 CHF/kWh, inklusive Wechselrichter und Installation. Eine zusätzliche Förderung und steuerliche Abzugsfähigkeit verbessern zudem die Wirtschaftlichkeit.
Ja, durch einen Stromspeicher kann eine Autarkie von gut 80% erreicht werden.
Mit einer Photovoltaikanlage wird umweltschonend Strom erzeugt. Jedoch kann bei der Stromgewinnung – im Vergleich mit umweltschädlichen fossilen Energieträgern – nicht mit einer konstant gelieferten Strommenge gerechnet werden, weil die Anzahl der Sonnenstunden saisonalen Schwankungen unterliegt. Damit der eigens produzierte Strom auch nachts oder z.B. an Regentagen genutzt werden kann, ist ein Stromspeicher die Lösung.