Photovoltaik
Installation einer Photovoltaikanlage
Gründe für eine Photovoltaikanlage
Mit einer Photovoltaikanlage lässt sich Strom für den Eigenverbrauch produzieren und es lassen sich die Stromkosten senken. Die Einspeisevergütung für nicht selbst genutzten Strom wird in 2023 voraussichtlich leicht steigen, liegt aber weit unter dem Preis den der Verbraucher an seinen Versorger zahlt. Es gilt also in jedem Fall den Eigenverbrauch im Blick zu haben. Das bedeutet: Den tatsächlichen Stromverbrauch online überwachen.
Eine Photovoltaikanlage hilft in der Regel nicht bei Stromausfall. Der Wechselrichter funktioniert nur, wenn er aus dem Netz mit Strom versorgt wird. Will man sich auf einen Stromausfall vorbereiten, hilft nur eine Insellösung, die in Hinblick auf Installation und Kosten weit höher liegt als die normale Photovoltaikanlage. Es ist also in jedem Fall empfehlenswert sich vor der Kaufentscheidung von einem Fachunternehmen beraten zu lassen.
Wir haben eine PV-Anlage mit 3,2 KWh/Peak installiert. Auch bei Süd/West-Ausrichtung und bei bedecktem Himmel versorgt sie uns seit April 2023 mit Strom.
Für warmes Wasser und zur Heizungsunterstützung dient unsere thermische Solaranlage, die uns schon seit über 20 Jahren zuverlässig mit warmen Wasser versorgt. Auf anderen Teilen des Daches sollte die Photovoltaikanlage installiert werden.
Material für eine Photovoltaikanlage
Plug & Play Solaranlagen werden im Internet auf vielen Websites angeboten. Es sieht zunächst mal danach aus, dass alle benötigten Bauteile mitgeliefert werden. Wenn man sich die Angebote allerdings etwas genauer anschaut kommen allerdings Fragen auf.
Sogenannte Komplett-Pakete beinhalten meist die Solarmodule, einen Wechselrichter, Solarkabel und Stecker. Meist nicht enthalten sind die Montagesysteme für Schrägdach- oder Flachdachmontage. Je nach Größe der Anlage kommen da schnell einige Hundert Euro zusammen. Was ebenso oft fehlt, ist alles weitere Material, wie der erforderliche Schutzschalter, das man für den richtigen Anschluss an das Hausstromnetz benötigt. Im Folgenden wollen wir beschreiben wie wir unsere Photovoltaikanlage installiert haben und welche weiteren Bauteile benötigt werden.
Photovoltaik Montage Schrägdach
Für die Montage einer Photovoltaikanlage auf einem Schrägdach werden Dachhaken (am Besten höhenverstellbare), Tragschienen, Tragschienenverbinder, Abschlussklemmen und Mittelklemmen benötigt.
Die Montage der Dachhaken sollte, wie die der kompletten Anlage, von einem Fachunternehmen durchgeführt werden.
Kabel zwischen Wechselrichter und Solarmodulen
Der Anschluss zwischen Wechselrichter und Solarmodulen erfolgt mittels DC-Solarkabel und MC4-Steckern. Das Solarkabel sollte 6mm² haben, wenn es sich um eine größere Anlage handelt und die Distanz zwischen Solarmodulen und Wechselrichter über 20 Meter beträgt. Die Kabel sind vor mechanischen Belastungen zu schützen. Daher empfiehlt sich das Verlegen in Leerrohren.
Zum Verlegen der Kabel für eine Photovoltaikanlage haben wir eine ein paar Tipps veröffentlicht.
Dachdurchführung | Dachpfannen
Die Durchführung der Kabel durch die Dacheindeckung (bei uns Dachziegel, Braas Doppel-S plus) kann durch spezielle Pfannen geschehen. Die sind aber relativ teuer und wir zeigen hier eine Alternative (Kabeldurchführung für die PV-Anlage).
Keinesfalls sollte man die Kabel einfach unter eine Dachpfanne schieben. Die liegt dann nicht mehr dicht auf und die Isolierung der Kabel kann auf Dauer leiden.
Potentialausgleich | Erde
Die Photovoltaikmodule bzw. die Tragschienen sind immer mit einem Potentialausgleich zu versehen, also an die "Erde" anzuschließen.
Der Anschluss des 10mm² dicken Erdungskabels kann über die Potentialausgleichsschiene im Hausanschlussraum erfolgen.
Da kamen wir nicht hin, bzw. wir wollten das Kabel nicht quer durch unser Haus legen. Eine Beschreibung gibt es unter Potentialausgleich Photovoltaik.
Tragschienen montieren
Nachdem die Kabel verlegt und das Erdungskabel an die Dachhaken angeschlossen war konnten wir mit der Montage der Tragschienen beginnen.
Unser Dach ist relativ gerade und das ging relativ schnell. Die Tragschienen waren allerdings vorher zu kürzen, da die Längen nicht immer zu den Breiten der Module passten.
PV-Module installieren
Wir haben zunächst nur drei Reihen der Tragschienen installiert. Die unteren wären bei der Montage der PV-Module im Weg gewesen.
Auch hier noch einmal der dringende Hinweis: überlasen Sie das dem Fachunternehmen.
Wechselrichter montieren
Der Wechselrichter sollte in der Nähe des Hausanschlusses und in einem möglichst kühlen Ort montiert werden.
Bei sogenannten Balkonkraftwerken ist der Aufwand nicht so groß, aber auch da solte man darauf achten, dass es nicht zu warm wird - also nicht direkter Sonneneinstrahlung aussetzen.
Den Wechselrichter, der von seiner Leistung her genau auf die Leistung der PV-Module angepasst ist, haben wir im Keller montiert.
Wechselrichter an das Stromnetz anschließen
Während die Verbindung zwischen Wechselrichter und Stromnetz bei kleinen Balkonkraftwerken relativ einfach herzustellen ist, ist das bei einer größeren Anlage schon etwas anspruchsvoller und natürlich auch eine Sache für ein Fachunternehmen.
Der Wechselrichter ist über eigene Sicherungsautomaten und einen allstromsensitiven FI-Schalter abzusichern
Was ist bei der Planung einer PV-Anlage zu beachten?
In Deutschland müssen Photovoltaikanlagen in der Regel bei dem zuständigen Netzbetreiber angemeldet werden, bevor sie in Betrieb genommen werden. Die Anmeldung ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Anlage den gesetzlichen Anforderungen entspricht und dass der Netzbetreiber die Einspeisung des erzeugten Stroms ins Netz koordinieren kann.
ACHTUNG: Es ist möglich, dass der Netzbetreiber die Inbetriebnahe nicht genehmigt, weil das Netz an seine Kapazitätsgrenzen stößt. Also der Tipp: Vom Fachunternehmen vorher anfragen und bestätigen lassen!
Die genauen Vorschriften und Verfahren können je nach Bundesland und Netzbetreiber variieren. Es ist daher empfehlenswert, sich im Vorfeld bei der zuständigen Stelle zu informieren und gegebenenfalls Unterstützung von einem Fachunterehmen in Anspruch zu nehmen.
Hier noch ein paar Hinweise wie eine Photovoltaikanlage funktioniert:
Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Die Grundlage dieser Technologie ist der photoelektrische Effekt, bei dem elektrische Energie durch die Absorption von Licht durch bestimmte Materialien erzeugt wird. Eine typische Photovoltaikanlage besteht aus Solarzellen, Modulen, Wechselrichtern und einem Stromnetz.
Solarzellen sind die grundlegenden Bausteine der Photovoltaikanlage. Sie bestehen aus Halbleitermaterialien wie Silizium, die das Sonnenlicht absorbieren und in elektrische Energie umwandeln. Die Solarzellen sind in Modulen angeordnet, die in der Regel auf Dächern, Fassaden oder freistehenden Montagesystemen installiert sind. Die Module sind so ausgelegt, dass sie die maximale Menge an Sonnenlicht einfangen und in elektrische Energie umwandeln können.
Der erzeugte Gleichstrom aus den Solarzellen wird dann durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Wechselstrom ist der Standardstrom, der im Stromnetz fließt und von Haushalten und Unternehmen verwendet wird. Der Wechselrichter sorgt dafür, dass der erzeugte Strom die richtige Frequenz und Spannung hat, um in das Stromnetz eingespeist oder direkt vor Ort verbraucht zu werden.
Eine Photovoltaikanlage kann entweder netzgekoppelt oder netzunabhängig (autark) sein. Eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage wird an das öffentliche Stromnetz angeschlossen, und der erzeugte Strom wird in das Netz eingespeist, um den Strombedarf von Haushalten und Unternehmen zu decken. In diesem Fall erhalten die Besitzer der Anlage normalerweise eine Einspeisevergütung, die den erzeugten Strom an das Stromnetz verkauft.
Eine netzunabhängige Photovoltaikanlage (auch bekannt als Inselsystem) ist hingegen nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. In diesem Fall wird der erzeugte Strom direkt vor Ort verbraucht oder in Batterien gespeichert, um ihn zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Autarke Photovoltaikanlagen werden häufig in abgelegenen Gegenden oder in Notfällen eingesetzt, wenn eine zuverlässige Stromversorgung benötigt wird.
Insgesamt ist die Funktionsweise einer Photovoltaikanlage relativ einfach und kann dazu beitragen, den Bedarf an konventionell erzeugtem Strom aus fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die Umweltbelastung zu verringern.
