Photovoltaik von den Stadtwerken Duisburg

Bei einer Photovoltaikanlage wird Sonnenenergie mittels photoelektrischen Effekts in Strom umgewandelt. Das geschieht, indem im Sonnenlicht enthaltene Energieträger – Photonen genannt – auf Solarzellen treffen. Das in den Zellen enthaltene Silizium reagiert auf die eintreffenden Photonen durch das Freisetzen von Elektronen. So entsteht eine elektrische Ladung. Diese fließt durch leitende Metallschichten aus der Zelle ab und gelangt so zum Verbraucher. Allerdings handelt es sich bei der erzeugten elektrischen Energie zunächst um Gleichstrom, der so nicht ins normale Stromnetz eingespeist werden kann. Dafür braucht es zunächst die Umwandlung in 230-V-Wechselstrom, was mittels Wechselrichter erfolgt.

Der Wechselrichter ist fester Bestandteil jeder Photovoltaikanlage. Er sorgt dafür, dass der durch die Anlage aus Sonnenenergie erzeugte Strom von Gleich- in Wechselstrom umgewandelt wird. Wechselstrom ist das, was man als normalen Strom in Hausnetzen kennt und was aus der Steckdose kommt. Der Wechselrichter sollte in einem kühlen und trockenen Raum installiert werden. In der Regel ist das der Keller oder die Garage. Bei allen unseren Leistungen und Angeboten zu Photovoltaik ist die Installation und Inbetriebnahme des Wechselrichters selbstverständlich enthalten. Zudem kümmern wir uns darum, dass die Leistung des Wechselrichters optimal auf die Leistung der Solarmodule abgestimmt ist. 

Die Einheit kW ist den meisten als Einheit für elektrische Leistung bekannt. Zum Beispiel von Automotoren oder anderen elektrischen Geräten. Auch die Leistung einer Photovoltaikanlage wird im Prinzip in kW angegeben. Zumindest, wenn es darum geht, was letztlich an Leistung nach Durchfluss durch den Wechselrichter herauskommt. Die Bezeichnung kWp (das „p“ steht hier für englisch „peak“ gleich „Spitze“) bezeichnet hingegen die maximal erreichbare Leistung einer Photovoltaikanlage unter Standardtestbedingungen. In der Realität und unter normalen Betriebsbedingungen wird dieser Nennwert eigentlich nie erreicht. Wichtig für Sie zu wissen ist also: Um eine gewisse Leistung in kW zu erreichen, muss zwingend eine Photovoltaikanlage mit einem Nennwert in kWp gewählt werden, der über der angestrebten kW-Leistung liegt. Aber auch hierzu müssen Sie sich dank Unterstützung der Stadtwerke Duisburg keine Gedanken machen. Wir finden immer die optimal zu Ihren Anforderungen passende Lösung.

Wenn von der Größe einer PV-Anlage die Rede ist, müssen zwei Parameter bedacht werden, die zusammenspielen. Da ist zum einen die für die Installation von Solarmodulen zur Verfügung stehende Fläche und zum anderen die Leistung der verbauten Solarmodule. Als Faustformel gilt: Pro kWp Anlagenleistung werden sechs bis acht Quadratmeter Fläche benötigt, wobei natürlich auch Faktoren wie Ausrichtung der Solarmodule und Dachneigung eine Rolle spielen. Anders als früher lohnt es heute nur noch bedingt, Anlagen so groß zu konzipieren, dass sie weit mehr Strom erzeugen, als selbst genutzt werden kann. Das liegt vor allem daran, dass die Einspeisevergütung heutzutage nur noch relativ gering ist. Auf der anderen Seite sollte bedacht werden, dass der Strombedarf im Laufe der Zeit zunehmen kann. Zum Beispiel, wenn sich Alter oder Anzahl der Personen im Haushalt ändern oder Sie zukünftig auf ein E-Auto umsteigen und dies an der eigenen Wallbox laden möchten. Hinzu kommt, dass ein erheblicher Teil der Kosten einer PV-Anlage Fixkosten – unter anderem für die Einspeisetechnik und den Gerüstbau – sind. Bedeutet: Je größer eine Photovoltaikanlage grundsätzlich konzipiert ist, desto geringer fallen die Kosten pro erzeugtem kW aus.

Die Stadtwerke Duisburg verbauen ausschließlich besonders hochwertige, monokristalline Solarmodule mit 380 Wp Leistung pro Modul. Durch den besonders hohen Siliziumanteil weisen die Solarzellen einen Wirkungsgrad von 20 Prozent bei direkter Sonneneinstrahlung auf, was am absolut oberen Limit liegt.

Eine Silizium-Solarzelle besteht aus drei Schichten. Den beiden äußeren Schichten ist einerseits Phosphor und andererseits Bor beigemischt, wodurch sie jeweils negativ bzw. positiv geladen sind. Zwischen diesen beiden Siliziumschichten befindet sich eine weitere Schicht, in der durch Elektronenbewegungen (Fluss vom negativen zum positiven Pol) ein elektrisches Feld – also Strom – entsteht.

Aufdach-Anlagen sind die von den Stadtwerken Duisburg angebotene PV-Anlagenart. Aufdach ist nach wie vor die klassische in Deutschland verbaute Anlagenart und in der Regel für Privatkunden die beste, weil praktikabelste, einfachste und günstigste Lösung. Die Montage ist vergleichsweise schnell erledigt und dauert normalerweise nur wenige Stunden. Solarmodule werden dabei mittels Unterkonstruktion auf einem bestehenden Dach verankert.

Die Aufdach-Systeme für Flachdächer unterscheiden sich in Art und Konstruktion kaum von denen für Schrägdächer. Auch hier ist die Montage vergleichsweise einfach und günstig. PV-Anlagen auf Flachdächern haben den Vorteil, dass der Neigungswinkel nicht von der Dachkonstruktion abhängt, sondern optimal bezüglich der Sonneneinstrahlung vorgenommen werden kann. Flachdach-Anlagen haben zudem den optischen Vorteil, dass sie von unten kaum oder gar nicht sichtbar sind. Angenehmer Nebeneffekt von Solarmodulen auf Flachdächern: Sie bieten zusätzlichen Schutz vor Wärme, also vor dem Aufheizen der unter dem Dach befindlichen Innenräume.

Indach-Anlagen sind eine besonders ästhetische Lösung, weil die Solarmodule nicht aufs Dach montiert werden, sondern in diesem integriert sind. Das macht sie allerdings vergleichsweise teuer und eigentlich nur lohnenswert, wenn PV von Anfang an bei einem Neubau mitgedacht wird.

Eine neue und noch kaum umgesetzte integrierte PV-Lösung sind sogenannte Photovoltaikziegel. Das Dach wird in diesem Fall mit Ziegeln gedeckt, von denen jede einzelne über ein integriertes Solarmodul verfügt. Das Dach behält so seine klassische Ziegeloptik, ist aber zugleich eine komplette PV-Anlage. Diese Lösung ist aktuell noch extrem teuer und dürfte für eine Mehrzahl der PV-Interessierten derzeit nicht in Betracht kommen.

Bei Gebäuden mit großen und weitestgehend fensterfreien Fassadenflächen können auch diese lohnenswert für die Installation von PV-Anlagen sein. Die Solarmodule werden dabei   nicht auf dem Dach, sondern senkrecht auf der Außenwand montiert. Wie bei der Dachlösung kommt auch hier eine Unterkonstruktion zum Einsatz. Voraussetzung für Fassaden-PV ist, dass die Fassaden eine gute Sonnenausleuchtung haben. Zum Beispiel, weil es sich um freistehende Gebäude oder um Hanglagen handelt.

Der Vollständigkeit halber seien hier auch freistehende PV-Anlagen erwähnt. Diese sind aber eher eine Lösung für große Gewerbe-, Industrie und Landwirtschaftsflächen. Zudem sind PV-Freiflächenanlagen immer genehmigungspflichtig.

Eine hochwertige PV-Anlage inklusive Solarmodulen, Wechselrichter, Installation und Inbetriebnahme gibt es mit den Stadtwerken Duisburg schon für unter 13.000 Euro netto. Aber grundsätzlich gilt: Wie teuer eine PV-Lösung wird, hängt von unterschiedlichsten Faktoren ab. Hier sind in erster Linie die benötigte Energie und die Anzahl der zu verbauenden Solarmodule zu nennen, aber auch optionale Erweiterungen wie Batteriespeicher und Wärmepumpen. Immer fallen zudem Fixkosten für die Arbeiten der Techniker, das Baugerüst und den Netzanschluss an, wobei diese Kosten selbstverständlich im Festpreis der Stadtwerke Duisburg enthalten sind. 

Mit Eigenverbrauch ist der Anteil des selbst produzierten Solarstroms gemeint, der bei Ihnen im Haushalt verbraucht wird und nicht ins öffentliche Netz eingespeist wird. Bei Anlagen ohne Batteriespeicher beträgt der durchschnittliche Eigenverbrauch 35 Prozent. Bei Anlagen mit Batteriespeicher liegt er naturgemäß wesentlich höher, weil sich die tagsüber und bei Sonnenschein erzeugte Energie hier auch abends und nachts nutzen lässt. Der Eigenverbrauch kann so auf bis zu 80 Prozent gesteigert werden. Ausrechnen lässt sich der Eigenverbrauch bei in Betrieb befindlichen Anlagen ganz einfach, indem Sie den Wert auf dem Einspeisezähler von dem Wert des PV-Zählers Ihrer Anlage abziehen.

Ist eine Solaranlage einmal installiert, fallen kaum noch laufende Kosten an. In den ersten Jahren sogar gar keine. Unsere Solarmodule haben eine Garantielaufzeit von 25 Jahren. Die Lebenserwartung eines Wechselrichters liegt bei zehn bis 15 Jahren. Dasselbe gilt für Batteriespeicher. Vorher sind in der Regel keinerlei Instandhaltungskosten zu erwarten. Eine Reinigung der Solarmodule ist nicht erforderlich. Das übernimmt die Natur mit Wind und Regen. Wer sich besonders absichern möchte, kann eine Versicherung gegen ausfallende Einspeisevergütungen oder Reparaturkosten abschließen, was natürlich bedeutet, dass eine jährliche Versicherungsgebühr gezahlt werden muss. Generell empfiehlt es sich, jährlich ca. zwei Prozent der Anschaffungskosten auf Seite zu legen, um finanziell für eventuell anfallende Aufwände gerüstet zu sein.

Wie viel Strom sich mit einer PV-Anlage sparen lässt – also inwiefern man sich mit seiner Anlage unabhängig vom Strom eines externen Energielieferanten macht –, hängt von mehreren Faktoren ab. Der größte einschränkende Faktor ist die zur Verfügung stehende Solarfläche auf dem Dach. Um 1 kW Strom zu erzeugen, werden sechs bis acht Quadratmeter Solarmodulfläche benötigt. Außerdem muss man berücksichtigen, dass eine PV-Anlage nicht permanent Strom produziert, die Energie also nicht durchgängig zu dem Zeitpunkt vorhanden ist, an dem sie tatsächlich benötigt wird. Der Einsatz eines Batteriespeichers kann dem entgegenwirken, eine 100-prozentige Stromautarkie lässt sich aber auch damit meist nicht erzielen. Erfahrungsgemäß kann bei einem typischen Einfamilienhaus mit 4.000 kWh Jahresverbrauch und PV-Anlage mit Speicher ein Autarkiegrad von ca. 65 Prozent erreicht werden. Das bedeutet also letztlich auch eine um 65 Prozent geringere Stromrechnung. In Zeiten explodierender Energiepreise ist das absolut lohnend und kann zu einer Ersparnis im vierstelligen Eurobereich führen. Dementsprechend schnell amortisiert sich eine PV-Anlage.

PV-Anlagen werden durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gefördert. Infos unter kfw.de. Auch hierzu beraten wir Sie gerne persönlich.