Eine Nachrüstung lohnt sich auch finanziell – beispielhaft dafür ist die Solaranlage Heidelberg
Solaranlagen, die zur Stromerzeugung eingesetzt werden, können die gewonnene Elektrizität einerseits autark nutzen sowie andererseits in das öffentliche Netz einspeisen. Es handelt sich normalerweise um netzgekoppelte Photovoltaikanlagen wie zum Beispiel die Solaranlage Heidelberg, bei der die Betreiber eine Einspeisevergütung erhalten, die die Effizienz ihrer Anlage erhöht.
Der erzeugte Solarstrom zeichnet sich durch Umweltfreundlichkeit aus, da bei der Gewinnung das schädliche Kohlendioxyd wegfällt. Um eine Solaranlage mit 1kWp (Kilowatt Peak) Leistung zu installieren, wird Dachfläche von etwa neun Quadratmeter benötigt.
Eine netzgekoppelte Solaranlage bedeutet, dass der erzeugte Strom dem öffentlichen Stromnetz zur Verfügung gestellt wird und dem Solarstrom-Erzeuger vollständig vergütet wird. Da netzgekoppelte Photovoltaikanlagen am effizientesten arbeiten, werden sie, falls der Anschluss zum öffentlichen Netz möglich ist, bevorzugt installiert. Die Solarstrom-Speicherung in Batterien entfällt bei derartigen Anlagen. Für die Koppelung der Anlage mit dem öffentlichen Netz wie beispielsweise bei der Solaranlage Heidelberg, muss der erzeugte Strom zunächst mittels eines Wechselrichters in Wechselstrom verwandelt werden.
Ein entscheidender Faktor für eine effiziente Anlage ist die optimale Ausrichtung auf dem Hausdach. Grundsätzlich arbeiten Photovoltaikanlagen in jeder Ausrichtung erfolgreich, doch die optimale Richtung ist Süden. Nach Expertenmeinung mindert sich der Stromertrag nur um circa fünfzehn Prozent, sollte ausschließlich eine reine West- oder Ostausrichtung möglich sein. Dieser Verlust kann normalerweise mit der Vergrößerung der Fläche der PV-Anlage kompensiert werden.
Der Neigungswinkel spielt bei der Installation einer Solaranlage eine ebenso große Rolle. Hier wird allerdings zwischen Solarthermie- und Photovoltaik-Systemen unterschieden. Um optimale Erträge über das ganze Jahr zu erwirtschaften, sollten Solarthermie-Anlagen eine Neigung von 45 Grad aufweisen und Photovoltaikanlagen mit einem Winkel von 30 Grad installiert werden.
Bei der Aufstellung einer PV-Anlage ist zudem auf eine eventuelle Verschattung, durch Nachbargebäude oder Bäume, zu achten. Der jeweilige Sonnenstand sollte schon während des Hausbaus mittels eines Experten exakt berechnet werden. Wird ein Haus mit einer Solaranlage nachgerüstet, ist es hilfreich den Sonnenstand vorab, während eines Jahres sorgfältig zu beobachten. Als Faustregel gilt laut Experten: Die Anlage sollte während der Mittagszeit circa sechs Stunden ohne Schatten sein.
Bei den Solarmodulen für eine Photovoltaikanlage wird unter Monokristallinen-, Polykristallinen- sowie Dünnschicht-Solarmodulen unterschieden. Sie sind sowohl im Preis als auch im Material sowie im Wirkungsgrad deutlich verschieden. Solarmodule beanspruchen circa 65 Prozent aller Investitionskosten der Photovoltaikanlage und garantieren sämtlich eine Lebensdauer von durchschnittlich dreißig Jahren eventuell sogar länger. Studien haben gezeigt, dass Silizium-Solarzellen in Materialkosten sowie Umweltfreundlichkeit überlegen sind, sodass eine Investition in diese Technologie empfehlenswert ist.
Ein Wechselrichter wird wie beispielsweise bei der Solaranlage Heidelberg benötigt, um die Einspeisung des Solarstroms ins öffentliche Netz zu ermöglichen. Da von den Solarmodulen nur Gleichstrom produziert wird und das öffentliche Stromnetz ausschließlich mit Wechselstrom bedient werden kann ist dieses Bindeglied unbedingt erforderlich. Des weiteren ist der Wechselrichter ebenso für eine Speicherung sämtlicher Betriebsdaten sowie für die Überwachung von dem jeweiligen Netzanschluss verantwortlich. Es wird zwischen Geräten mit beziehungsweise ohne Trafo unterschieden. Ein Modell ohne Trafo besitzt meistens einen höheren Wirkungsgrad. Der Wechselrichter muss zudem im Eingangs-Spannungsbereich absolut flexibel arbeiten und mit hohen sowie auch mit niedrigen Spannungen der PV-Anlage umgehen können. Da er die Netz-Einspeisung überwacht, trennt er bei Netzausfall oder Netzstörungen die Solaranlage vom öffentlichen Stromnetz. Diese Funktion übernimmt die sogenannte ENS.
Damit eine Photovoltaikanlage zu jeder Zeit maximalen Ertrag erbringt, ist es von Bedeutung, dass sie regelmäßig gesäubert wird. Normalerweise genügt der Selbstreinigungseffekt, der durch die vorhandene Dachneigung in Zusammenspiel mit Wind, Regen und Schnee erfolgt, sodass prinzipiell eine Reinigung der Solaranlage entfallen kann. Jedoch sind je nach örtlichen Verhältnissen starke Verschmutzungen nicht zu vermeiden. Bei geringer Neigung der Solarmodule tritt der Selbstreinigungseffekt nicht ein. Des weiteren kann hohes Staubaufkommen, eventuell durch landwirtschaftliche Betriebe, den Ertrag merklich mindern. Ursachen, die besonders oft auftreten, sind allerdings Pollen- sowie Moos- und Kalkablagerungen zudem Vogelkot, der sich durch Sonneneinstrahlung fest mit den Modulen verbindet und sich extrem schwer entfernen lässt. Selbst mittlere Verunreinigungen schlagen schon mit Leistungseinbußen von etwa 15 Prozent zu Buche. Für eine Reinigung der Anlage wie zum Beispiel die Solaranlage Heidelberg reicht normales Regen- oder Leitungswasser völlig aus.
Die meisten Solarmodul-Hersteller untersagen Reinigungsmittel mit diversen Inhaltsstoffen, sodass ausschließlich ökologische Mittel zum Einsatz kommen dürfen. Entscheidend für eine gründliche Bearbeitung der verschmutzten Solarmodule ist eine weiche Glasbürste. Zum Abschluss empfiehlt sich sorgfältiges nachspülen mit klarem Wasser.