• Erneuerbare Energien

    Mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugen Sie selbst Strom, speichern und verbrauchen diesen und werden zum sogenannten Prosumenten. Damit sparen Sie bares Geld.

Erneuerbare Energien
Erzeugen Sie ihr benötigte Energie selbst und sparen Sie bares Geld ein

Hinter dem Begriff Erneuerbare Energien steht die gewonnene Energie aus regenerativen Quellen. Besonders im Fokus steht die Sonnenenergie sowie Wind- und Wasserkraft. Die Sonnenenergie ist auch für Privatpersonen interessant: Wenn Sie sich mit einer Solaranlage selbst mit elektrischer oder mit Wärmeenergie versorgen, sparen Sie viel Geld. Seit einigen Jahren sind auch Batteriespeicher ein viel diskutiertes Thema. 

Die Strompreise steigen und ab 2021 laufen auch die ersten Förderungen nach dem Erneuerbaren Energien Gesetz aus. Wenn die Stromgestehungskosten erneuerbarer Energieträger genauso hoch sind, wie die von konventioneller elektrischer Energie, spricht man von Netzparität. Dann ist es für den Besitzer einer Photovoltaikanlage günstiger, den eigenen Strom vollständig zu verbrauchen, als vom Energieversorger Strom zu beziehen. Mit Batteriespeichern optimieren Sie den Eigenverbrauch deutlich und senken somit die eigenen Stromkosten weiter.

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Sie planen Weiteres und interessieren sich auch für Förderungen in anderen Bereichen, wie erneuerbare Energien, Smart Home oder seniorengerechtes Wohnen? Dann empfehlen wir Ihnen unsere umfangreiche Fördermittelsuche.

Photovoltaikmodul / Solarmodul

Sonnenenergie in elektrische Energie wandeln

Ein Solarmodul oder Photovoltaikmodul wandelt das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie um. Das Modul besteht aus Solarzellen, die in Serie oder parallel geschaltet sind. Solarmodule bestehen üblicherweise aus siliziumbasierten Solarzellen, die auf einen Aluminiumrahmen montiert und von einer Glasplatte abgedeckt sind. Das Modul schützt die Solarzellen hier mechanisch zum Beispiel vor Hagel und TCO-Korrosion.

Solarmodule selbst werden in Photovoltaikanlagen einzeln oder als Gruppen verschaltet. Sie versorgen entweder stromnetzunabhängige Verbraucher oder werden zur Energieeinspeisung in das öffentliche Stromnetz genutzt (diese Tendenz ist eher rückläufig). Man unterscheidet in der Regel zwischen monokristallinen und polykristallinen Photovoltaikmodulen.

Welche Faktoren beeinflussen die Leistung einer PV-Anlage?

Die erreichte Leistung eines Solarmodules ist abhängig von Neigungswinkeln und Wetter. Die Effizenz der Zellen sinkt entweder durch erhöhte Termperatur im Sommer, wenn die Sonne in einem anderen Winkel auf die Module fällt oder durch Dunkelheit.

Unterschiede zwischen Modulen

Jedes Modul reagiert auf die unterschiedlichen Lichtstärken und Lichtfarben anders, so dass die effektive, aktuelle Leistung und der jährliche Ertrag zweier gleich starker Modultypen stark unterschiedlich sein können. Somit kommt es bei den tatsächlichen Tages- oder Jahreserträgen auf die Art und Qualität der Module an und hochwertige Module können daher mehr Ertrag liefern.

Einfluss des Standortes

Der detaillierte Standort und die auf ihn abgestimmte Planung spielen eine wichtige Rolle. Im Süden Europas sind diese Werte generell besser als im Norden. Während an klaren, sonnigen Sommertagen zwischen Nord und Süd nur wenig Unterschied besteht, sind die Gegensätze im Winter umso gravierender.

Wie kann ich den Eigenverbrauch optimieren?

Die Photovoltaik-Anlage liefert die höchste Menge an Energie zur Mittagszeit. Überschüssiger Strom während diesen sonnenreichen Stunden wird dann, soweit kein Stromspeicher vorhanden ist, in das öffentliche Netz eingespeist, während zu gewissen Zeiten am Tag zu wenig Eigenstrom produziert wird und dieser kostenaufwendig von einem Energieanbieter bezogen werden muss.

Stromspeicher im Smart Home

Wünschenswert ist es natürlich, dass Sie als privater Stromproduzent Ihre selbsterzeugte Energie dann verbrauchen, wenn Sie diese im Haushalt benötigen. Genau das ist mit der Einbindung in ein Smart Home System über den Stromspeicher möglich.

Welche Rolle spielt der Wechselrichter?

Ein Solarwechselrichter ist ein Gerät, welches die Gleichspannung aus Solarmodulen in Wechselspannung umwandelt und in das Stromversorgungsnetz einspeist. Der Wechselrichter ist damit Teil einer Photovoltaikanlage. Auf der Eingangsseite befindet sich üblicherweise ein Gleichspannungswandler mit Maximum-Power-Point-Tracker, den ein Mikroprozessor steuert und der den Zwischenkreis speist. Auf der Ausgangsseite befindet sich ein ein- bis dreiphasiger Wechselrichter, welcher in das Niederspannungsnetz oder bei großen Geräten mit Hilfe eines eingebauten Transformators in das Mittelspannungsnetz einspeist und sich automatisch mit dem Stromnetz synchronisiert.

Wie kann ich die Anlage überwachen?

In der heutigen Zeit ist die Überwachung einer PV-Anlage per App möglich. Sie als Anlagenbetreiber können so Ihre Anlage mit einem Datenlogger fernüberwachen. Teilweise ist dieser Datenlogger im Solarwechselrichter mit inbegriffen oder wird einzeln verbaut. Brandaktuell können Sie somit ihre Erzeugerdaten abrufen.

Was muss ich beachten?

Ihr Elektroinstallateur wird Ihnen gerne zur Seite stehen und Ihnen die Anlage fachgerecht montieren und installieren.

Bei den ersten Überlegungen für eine Photovoltaik-Anlage sollten Sie zu aller erst beachten, in welche Himmelsrichtung das Dach des Gebäudes zeigt. Zu Ihrem Termin mit dem Elektriker ist ein Dachplan notwendig, damit erstellt der Elektriker mit Hilfe von Photovoltaik-Spezialisten eine visuelle Darstellung der Anlage. Mit Verschattungsanzeigen planen die Spezialisten Störobjekte wie einen Kamin oder Baum sofort mit ein.

Das Montagesystem

Wie wird eine Photovoltaikanlage montiert?

Bei den Montagesystemen im Hausbereich und Gewerbebereich wird meist ein Aufdach-System angewendet. Bei einem Aufdach-System für geneigte Dächer wird die Photovoltaik-Anlage mit Hilfe eines Montagegestells auf dem Dach befestigt. Diese Art der Montage wird am häufigsten gewählt, da sie für bestehende Dächer und auch Neubauten am einfachsten umsetzbar ist.
Die Aufdach-Montage eignet sich neben Ziegeldächern auch für Blechdächer, Schieferdächer oder Wellplatten. Ist die Dachneigung zu flach, können spezielle Haken und Aufständerungskonsolen diese bis zu einem gewissen Grad ausgleichen. Die Installation eines Aufdach-Systems ist in der Regel einfacher und preisgünstiger. Ein Aufdach-System sorgt zudem für eine ausreichende Hinterlüftung der Solarmodule. Die Befestigungsmaterialien müssen witterungsbeständig sein. Mit gewissen Kalkulatorprogrammen wird bei der Planung hierauf geachtet.
Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Montage auf Carports über ihrem evtl. Elektroauto mit Ladesäule.

PV-Speichersysteme

Der Vorratsschrank für Ihren Stromverbrauch

In der heutigen Zeit bestehen Speicher zu 90% aus einem Lithium-Ionen-Akku, der aus mehreren Lithium-Zellen besteht, die intern verschaltet sind und eine 48-Volt-Systemspannung herstellen. Ein Überwachungssystem kontrolliert diese Systemspannung. Bei Hochvoltsystemen schaltet man dann zusätzliche Zellen in Reihe, um 250-500 Volt Systemspannung zu erzeugen. Der Begriff Lithium-Ionen steht für eine moderne Zelle. Entscheidend ist hier die Zellchemie, die bei der Herstellung des Akkus eingesetzt wird. Sie ist ausschlaggebend für die Kapazität, die Leistungsdichte, die Lade- und Entladeleistung wie auch die Zyklenzahl und die Lebensdauer eines Speichersystems.

Mittlerweile haben sich zwei Zell-Technologien für Heim- und Gewerbespeicher durchgesetzt. Mit Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePo) und Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt (NMC) werden auch Akkus für Laptops, Smartphones und Elektroautos produziert. Diese Massenfertigung für unterschiedliche Anwendungen sichert eine hohe Qualität und auch einen günstigen Preis für Stromspeicher. Das Battery Management System deines Akkus überwacht die Spannung, die Energieströme und die Temperatur der Zellen. Durch das BMS bleiben sie immer im idealen Betriebsbereich. Das heißt: Es sorgt zuverlässig für die Sicherheit des Akkus, berechnet den genauen Ladezustand und leitet ihn an den Batteriewechselrichter weiter.

 

Batteriewechselrichter und Spannungswandler

Jedes Speichersystem braucht einen Batteriewechselrichter oder Spannungswandler für die Ladung und Entladung des Akkus. Dabei lässt sich seine Spannung individuell anpassen, aber auch die Leistung regeln. So kann man effizient, sicher, und ökonomisch laden und bei Bedarf entladen.Der Hauptunterschied liegt in der Systemtopologie: Es gibt AC-Systeme und DC-Systeme.

Abkürzung AC (alternating current) = Wechselstrom 

Abkürzung DC (direct current) = Gleichstrom

So funktioniert ein AC-System

Vorab ist es wichtig zu wissen, dass Solarmodule immer Gleichstrom erzeugen. Bei einem AC-System schließt man den Batterie-Wechselrichter an das Hausnetz an und wandelt den Wechselstrom (AC) in Gleichsstrom (DC) um. AC-Systeme sind ideal, wenn man schon eine Solaranlage mit PV-Wechselrichter besitzt und einen Stromspeicher nachrüsten möchte.  Aber auch bei Neuinstallationen ist man mit einem AC-System völlig flexibel: Egal, ob Photovoltaik, Windenergie oder ein Blockheizkraftwerk (BHKW) als Erzeugungsanlage eingesetzt wird.  Dabei spielt die Größe der Anlage keine Rolle.

Wichtigster Vorteil: Einfach zum Nachzurüsten.

So funktioniert ein DC-System

Bei einem DC-System sind PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter miteinander vereint. Ein DC-System nimmt erzeugte Energie nahezu direkt von deiner PV-Anlage auf. Dabei muss man die Spannung der in Reihe verschalteten Solarmodule (PV-Strings) an die der Batterie anpassen. Für die Entladung nutzt das DC-System den integrierten PV-Wechselrichter, um die Energie ins Hausnetz einzuspeisen. DC-Systeme sind meistens nur für Neuinstallationen geeignet. Zudem ist hier die maximale PV-Anlagengröße für die direkte Ladung des Akkus begrenzt. Dein Vorteil? DC-Systeme benötigen in der Regel weniger Platz und der Aufwand für die Installation ist oft geringer.

Für eine neue Photovoltaik-Anlage ist ein DC-System grundsätzlich ein sinnvoller Gedanke. DC-Systeme sind meist kompakt aufgebaut und daher für Nachrüstungen weniger geeignet. Je nach Anforderungen (Größe der PV-Anlage, Installationsort, usw.) kann jedoch auch ein flexibles AC-System die bessere Lösung sein. Wenn es um die Nachrüstung einer bestehenden Photovoltaik-Anlage geht, sind AC-Systeme auf jeden Fall die bewährte Technik. Des Weiteren lassen sich andere Energieerzeuger wie BHKWs oder Windräder problemlos integrieren.

Zähler zur Energiemessung

Eine dreiphasige Energiemessung am Hausanschluss benötigt man beim Aufbau von jedem System. Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Zähler, der den Energiebezug und die Netzeinspeisung erfasst. Nur so lässt sich sicherstellen, dass das Speichersystem alle Energieflüsse im Blick hat. Dazu wird ein kleiner elektronischer Zähler (Hutschienenmontage) in den bestehenden Zählerschrank installiert. 

Überwachung für PV-Speichersysteme

Die Steuerung ist das Herzstück eines jeden Speichersystems: Denn sie übernimmt alle Steuer-und Regelaufgaben. Mit der Steuerung kann man den Ladezustand des Akkus, die PV-Produktion, den Hausverbrauch und die Netzeinspeisung jederzeit ermitteln und in einem Monitoring-Tool (Smartphone-App) ablesen.

Zusammen mit Wetterprognosen und den möglichen Verbrauchersteuerungen macht man hier den ersten Schritt in Richtung Smart-Home.

Warmwasserbereitung

Wassertemperatur immer individuell einstellen

Warmes Wasser ist für viele Menschen die Grundvoraussetzung, um Morgens gut in den Tag zu starten. In Ihrem Smart Home regelt das der integrierte Warmwasserbereiter und Sie müssen morgens nie mehr in eine kalte Dusche hinein steigen.

Über den Warmwasserbereiter können Sie die Wassertemperatur steuern. So können Sie die Temperatur beispielsweise auf 60°C einstellen zum Abspülen Ihres Geschirrs oder sonstigem. Auch ist es möglich von unterwegs aus Ihre Badewanne zu füllen, damit Sie nach dem Ankommen Zuhause gleich in die Wanne steigen können und entspannen.

Diese Möglichkeiten haben Sie

Die Brauchwasserwärmepumpe, kann zur Erhöhung des Eigenverbrauchs von selbst erzeugtem PV-Strom beitragen und dient auch zur Nacherwärmung von mit Solar erzeugtem Warmwasser.
Außerdem sind die Brauchwasserwärmepumpen sehr energieeffizient, zum Teil EE. A+ und die Geräte tragen je nach Anschluss zur Entfeuchtung von Kellerräumen bei.
Weiterhin gibt es Elektro-Heizstäbe die in vorhandene Warmwasserspeicher eingebaut werden und mit dem selbst erzeugten PV-Strom betrieben werden. Auch so wird der Eigenverbrauch erhöht.
Eine weitere Energiesparmöglichkeit beim Thema Heißwasser ist eine dezentrale Warmwasserversorgung. Mit hochmodernen Durchlauferhitzern kann die Temperatur gradgenau per Fernbedienung je nach Bedarf eingestellt werden.

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