Solar/Photovoltaik Glossar: Infos und Erklärungen zu Fachbegriffen aus dem Photovoltaik-Bereich von Akkumulator über Einspeisevergütung bis Wirkungsgrad.
  • A
  • Akkumulator

    Bei Photovoltaikanlagen ohne Netzeinspeisung kann die erzeugte Energie als Gleichstrom gespeichert werden – und so genutzt werden, wenn keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist, z. B. abends oder bei schlechtem Wetter.

  • Amorphe Solarzellen

    Eine Variante von Dünnschicht-Solarzellen. Zur Herstellung wird eine dünne, nicht-kristalline Siliziumschicht durch Aufdampfung auf ein Trägermaterial wie z. B. Glas oder Metall aufgetragen. Dadurch wird weniger Silizium benötigt als für kristalline Solarzellen, entsprechend günstiger ist der Preis. Allerdings ist auch der Wirkungsgrad geringer.

  • Azimutwinkel

    Dieser Winkel beschreibt, wie weit die Ausrichtung der Solaranlage von einer Südausrichtung (Azimutwinkel von 0°) abweicht. Richtung Osten ist die Gradzahl des Winkels negativ, Richtung Westen positiv. Daraus ergeben sich folgende Azimutwinkel: Osten -90°; Südosten -45°; Südwesten 45°; Westen 90°.

  • B
  • Backup-System

    Dieses Notstromsystem schaltet sich bei einem Ausfall der Stromversorgung in wenigen Millisekunden ein und gewährleistet die autonome Versorgung über die gespeicherte Energie aus dem Akkumulator.

  • Bypassdiode

    Dieses Halbleiterbauteil ermöglicht es bei Verschattung oder Beschädigung eines einzelnen Moduls oder Modulstrangs, den Strom an diesem Punkt vorbeizuleiten und so den Betrieb der übrigen Anlage aufrechtzuerhalten.

  • D
  • Diffuse Strahlung

    Auch bei bewölktem Himmel, Staub oder anderen Partikeln in der Atmosphäre gelangt Sonneneinstrahlung auf die Erde. Diese diffuse Strahlung lässt sich mit Photovoltaik nutzen, ist allerdings deutlich energieärmer als Direkte Strahlung.

  • Dünnschicht-Solarzellen

    Auch Amorphe Solarzellen. Diese dunkelbraunen bzw. fast schwarzen Zellen haben eine nicht-kristalline Siliziumschicht, die auf ein Trägermaterial wie Glas oder Edelstahl aufgedampft und dadurch sehr dünn ist - ca. hundertmal dünner als bei kristallinen Solarzellen. Der Wirkungsgrad der Dünnschicht-Solarzellen ist niedriger, dadurch benötigen sie eine größere Fläche als kristalline Module. Allerdings lassen sie sich flexibler und vielfältiger einsetzen und haben bei diffusem Licht oder hohen Betriebstemperaturen Vorteile, auch das aufwändige Zersägen der Siliziumblöcke entfällt.

  • E
  • Eigenverbrauch

    Wenn eine Photovoltaikanlage nicht den gesamten erzeugten Strom ins öffentliche Netz einspeist, sondern ein Teil im Hausnetz oder der direkten Umgebung der Anlage genutzt wird, bezeichnet man diesen Anteil als Eigenverbrauch. Auch dieser Anteil kann durch öffentliche Mittel gefördert werden. Über einen Zweiwegezähler wird erfasst, wie viel Strom ins Netz eingespeist bzw. aus dem Netz entnommen und verbraucht wird.

  • Einspeisevergütung

    Durch diesen ab Inbetriebnahme für 20 Jahre festgeschriebenen Betrag pro eingespeister Kilowattstunde werden erneuerbare Energien gefördert. Der eingespeiste Strom wird über einen geeichten Einspeisezähler erfasst und dem Stromnetzbetreiber in Rechnung gestellt. Das EEG sieht vor, dass die Einspeisevergütung mit jedem Jahr abgesenkt wird – die sogenannte Degression. Von 2009 bis 2011 war diese Degression festgeschrieben, im Jahr 2012 hängt sie erstmals davon ab, wie viele neue Kraftwerke mit Erneuerbaren Energien im Vorjahr ans Netz gegangen sind. Je mehr neue Anlagen bereits gebaut wurden, desto weniger Förderung gibt es im Folgejahr.

  • Energierücklaufzeit

    Diese Zeitspanne gibt an, wie lange eine Photovoltaikanlage benötigt, um die Energie zu erzeugen, die für ihre Herstellung benötigt wurde. Üblicherweise liegt sie zwischen drei und sieben Jahren, bei Anlagen mit amorphen Solarzellen sind sogar Rücklaufzeiten von nur 17 bis 41 Monaten möglich. Übrigens: Kohlekraftwerke und andere Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen haben keine Energierücklaufzeit, weil sie immer wieder neue Energieträger verbrauchen.

  • EPC

    Die Abkürzung für Engineering, Procurement & Construction (deutsch: Planung, Beschaffung und Bau) wird international genutzt, um die vollständige Abwicklung von Bauprojekten durch einen Generalunternehmer oder –übernehmer wie SYBAC Solar zu beschreiben. Der Auftragnehmer verpflichtet sich, bis zu einem definierten Termin schlüsselfertig zu übergeben – üblicherweise zum Festpreis.

  • Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

    Das „Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien“ ist ein Baustein im Maßnahmenpaket der Bundesrepublik Deutschland zum Erreichen der im Kyoto-Protokoll vereinbarten Senkung des CO2-Ausstoßes um 21 % bis 2012 und zur Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und der Atomkraft. Bis zum Jahr 2020 soll der Anteil Erneuerbarer Energien am deutschen Strom-Mix um mindestens 20 % gesteigert werden. Zu den Vorschriften des Gesetzes gehören die Nutzung von erneuerbaren Energien in der Wärmeerzeugung, die Einspeisevergütung für regenerativ erzeugten Strom und eine Biokraftstoff-Quote im Straßenverkehr. Das Modell der Einspeisevergütung wurde in fast 50 Staaten weltweit übernommen.

  • EVA

    Die Abkürzung steht für Ethyl-Vinyl-Acetat, in dieses Folienmaterial werden die Solarzellen bei der Produktion luftdicht eingeschweißt, um sie dauerhaft vor Feuchtigkeit und Korrosion zu schützen. Zum Einbetten wird das EVA geschmolzen, dann werden die Zellen eingebettet, diesen Prozess nennt man auch „Laminierung“.

  • F
  • Fassadenanlage

    An Gebäudefassade montierte oder in Gebäudewände integrierte Photovoltaikanlage. Bei Südausrichtung haben die senkrecht montierten Solarmodule etwa 30 % weniger Ertrag als eine Schrägdachanlage in gleicher Ausrichtung.

  • G
  • Globalstrahlung

    Als Globalstrahlung bezeichnet man die gesamte Sonnenstrahlung, die auf eine horizontale Fläche auf der Erde trifft. Sie besteht aus der Direktstrahlung und der Diffusstrahlung, die durch Wasser- und Staubpartikel in der Atmosphäre gestreut wird.

  • H
  • Hinterlüftung

    Der Ertrag einer Photovoltaikanlage lässt nach, wenn sie sich zu sehr erwärmt. Darum ist bei der Planung und Montage auf eine ausreichende Hinterlüftung zur Kühlung zu achten.

  • I
  • Inselsysteme

    Systeme, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind und anders als netzgekoppelte Systeme keine Energie einspeisen, sondern nur für den Eigenverbrauch produzieren - insbesondere in entlegenen Gebieten.

  • K
  • Konversionsfläche

    Diese Flächen aus wirtschaftlicher, verkehrlicher, wohnungsbaulicher oder militärischer Nutzung mit ökologischer Belastung - beispielsweise ehemalige Flughäfen, Kasernengelände, Mülldeponien oder Industriebrachen - werden bei der Umnutzung zum Solarpark durch das EEG mit besonders hohen Einspeisevergütungen gefördert.

  • Kristalline Solarzellen

    Diese Solarzellen bestehen aus sehr reinem, kristallinem Silizium, das bei der Herstellung in dünnen Scheiben, die Wafer, zersägt wird. Abhängig von der Kristallstruktur spricht man von monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen. Kristalline Solarzellen haben einen höheren Wirkungsgrad als Dünnschicht-Solarzellen, sind allerdings auch teurer.

  • L
  • Laderegler

    Diese Komponente überwacht und steuert bei netzunabhängigen Inselsystemen den Stromfluss zwischen Solaranlage, Verbrauchern und Akkumulator, um eine Überladung oder Tiefentladung zu verhindern.

  • Lichtabsorption

    Dieser Wert beschreibt, wie viel Lichtstrahlung eine Solarzelle aufnehmen und zu Energie verwerten kann. Damit ist er ein entscheidender Faktor für den Wirkungsgrad - je höher die Absorption, desto höher der Wirkungsgrad.

  • M
  • Maximum Power Point (MPP)

    Wie viel Leistung eine Solarzelle produziert, hängt von der Sonneneinstrahlung, der Spannung und der Temperatur ab. Der MPP beschreibt den Punkt, an dem die Solarzelle ihre größtmögliche Leistung erreicht. Dieser Punkt ist nicht konstant, sondern wird vom Wechselrichter fortlaufend neu bestimmt.

  • Monokristalline Solarzellen

    Diese Solarzellen bestehen aus einem einzigen Kristall und haben eine schwarze bis bläuliche Farbe. Sie haben den höchsten Wirkungsgrad sowie mit über 20 Jahren die höchste Lebenserwartung und kommen vor allem bei begrenztem Flächenangebot zum Einsatz.

  • MWp

    In Megawatt wird die Leistung von Solarkraftwerken gemessen. Das kleine „p“ dahinter steht für Peak, engl. für Spitze. Mit diesem Wert wird die Nennleistung von Solarmodulen und Photovoltaikanlagen angegeben, die unter standardisierten Testbedingungen (STC – Standard Test Conditions) bei einer Einstrahlung von 1.000 W/m² und 25º C Modultemperatur erreicht wird.

  • N
  • Nachführung

    Wenn besonders hohe Erträge erzielt werden sollen, können die Solarmodule auf beweglichen Konstruktionen montiert werden, die mithilfe von Elektromotoren automatisch ganz exakt dem Sonnenstand folgen. Es gibt einachsige und zweiachsige Nachführungen. Gegenüber einer fest ausgerichteten Anlage sind Mehrerträge von bis zu 30 % pro Jahr möglich.

  • Neigungswinkel

    Den Winkel zwischen den Solarmodulen und der horizontalen Achse bezeichnet man als Neigungswinkel. Ab einem Winkel von 15° werden die Solarmodule durch den Regen gereinigt, der optimale Winkel beträgt ca. 30°.

  • Netzeinspeisung

    Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen speisen die erzeugte Energie in das öffentliche Stromnetz ein, dafür zahlt der Netzbetreiber die vorgeschriebene Einspeisevergütung. Für die Einspeisung wird der Gleichstrom der Anlage durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Ein Akkumulator ist bei diesen Anlagen nicht erforderlich.

  • Netzparität

    Dieser Punkt ist erreicht, wenn die Erzeugungskosten für solaren Strom so weit gesunken sind, dass sie dem Einkaufspreis beim Stromversorger entsprechen. Ab diesem Punkt lohnt sich die Solarkraft auch ohne Zuschüsse. Experten erwarten, dass die Netzparität mittelfristig erreicht wird.

  • P
  • Photovoltaik (PV)

    Direkte Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie. Durch Zufuhr von Licht werden mit dem sogenannten „Photoeffekt“ positive und negative Ladungsträger freigesetzt und so Gleichstrom erzeugt. Je nach Ausrichtung, Sonnenstrahlung und Modultyp lassen sich mit 10 m2 Fläche ca. 1 kWp Leistung erzeugen, also etwa 800 bis 1.000 kWh Strom pro Jahr.
    Die Bezeichnung setzt sich aus dem Genitiv des griechischen Wortes für Licht („phos“) und dem Namen von Alessandro Volta, Pionier der Elektrizität und Namensgeber der Einheit Volt, zusammen. 1958 wurde die Photovoltaik erstmals eingesetzt, um die Energieversorgung von Satelliten zu gewährleisten.

  • S
  • Silizium

    Über 80% der weltweit produzierten Solarzellen bestehen aus Silizium. Dieses chemische Element (abgekürzt Si) gehört als Halbmetall zu den Halbleitern und ist mit über 25 % Gewichtsanteil an der Erdkruste das zweithäufigste chemische Element nach Sauerstoff. Neben silikatischen Mineralen tritt es vor allem als Quarzsand auf, der aus reinem Siliciumdioxid besteht. Durch chemische Behandlung wird das Silizium aus diesem Sand gewonnen.

  • Solarmodule

    Solarzellen werden nicht einzeln montiert, sondern mit Leiterbahnen an Vorder- und Rückseite zu Modulen verschaltet und zwischen Glasscheiben bzw. Kunststofffolien montiert. Zusammengehalten werden die Module von Rahmen, mit denen sie auch später auf der Unterkonstruktion befestigt werden.

    Die Solarzellen eines Moduls sind üblicherweise in Reihe geschaltet, wodurch sich die Spannung der Einzelzellen addiert und dünnere Drähte als bei einer Parallelschaltung genutzt werden können. Um trotz dieser Reihenschaltung den Ausfall bzw. die Verschattung einzelner Zellen zu verkraften, werden Bypassdioden eingesetzt.

  • Solarzellen

    Die kommerziell erhältlichen Solarzellen sind durchgängig Halbleiterzellen und dadurch in ihrer Funktionsweise sehr ähnlich. Auch die üblicherweise quadratische Form mit 125 mm oder 156 mm Kantenlänge sowie der immer öfter eingesetzten 210 mm Kantenlänge ist standardisiert. In Aufbau und Material gibt es allerdings Unterschiede – die wichtigsten Solarzellentypen hier im Überblick:

    Materialstärke     Dickschicht / Dünnschicht
    Material Si, CdTe, GaAs oder CuInSe
    Kristallstruktur Monokristallin / Polykristallin / Amorph
     
    Auch verschiedene Bauweisen sind möglich – z. B. hinsichtlich der Struktur der Oberfläche oder der Integration der Kontakte (z. B. schmal oder transparent) oder durch Stapelanordnung verschiedener Materialien, die eine maximale Nutzung des Sonnenspektrums ermöglichen. Teurere Halbleiter-Materialien als Silizium werden auf der Erde in sogenannten Konzentrator-Systemen eingesetzt. In der Forschung wird an weiteren Formen und Materialien gearbeitet – zukünftig könnten polymere oder organische Solarzellen sowie Farbstoffsolarzellen Wirklichkeit werden.
  • Sonneneinstrahlung

    Nicht nur in südlichen Ländern, auch in Deutschland ist die Sonne stark genug, um sie zur Energieerzeugung zu nutzen - im Sommer sind bis zu 1.000 Watt Bestrahlungsstärke pro m2 möglich. Um die Kraft der Sonne optimal umzusetzen, sollten Solaranlagen in Deutschland exakt nach Süden ausgerichtet werden und einen Neigungswinkel von 30° haben.

  • String

    Ein String (engl. für Strang) ist eine Reihe hintereinander geschalteter Solarmodule.

  • T
  • Temperaturkoeffizient

    Je höher die Betriebstemperatur einer Solarzelle, desto geringer fällt ihre Leistung aus. Dieser Temperaturkoeffizient gibt an, wie hoch der Leistungsabfall pro Grad Erwärmung ist.

  • V
  • Verschattung

    Temporäre Verschattungen durch Schmutz oder Schnee, permanente standortabhängige Schatten durch Gebäude, Bäume oder Stromleitungen oder Eigenverschattungen durch andere Module - insbesondere bei aufgeständerten Anlagen - haben entscheidende Auswirkungen auf die Leistung einer Photovoltaikanlage. Durch die Reihenschaltung beeinflusst schon ein verschattetes Modul den gesamten String und damit nennenswerte Teile der Gesamtleistung. Daher muss es oberstes Ziel sein, jegliche Verschattung zu jeder Tageszeit zu vermeiden und verschattete Teilflächen lieber gar nicht mit Modulen zu bestücken. Die Verschattungsanalyse mit einem Sonnenbahnindikator oder anderen Geräten ist ein entscheidender Bestandteil in der Planung.

  • W
  • Wafer

    Die mit 200 bis 300 µm sehr dünnen Scheiben aus Silizium sind der entscheidende Bestandteil der Solarzellen. Sie werden aus großen Stäben oder Blöcken (Ingots) geschnitten oder gesägt.

  • Wechselrichter

    Ein wichtiges Verbindungsstück, das den in Solarkraftwerken erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom wandelt, damit er im eigenen Stromnetz genutzt oder ins öffentliche Netz eingespeist werden kann.

  • Wirkungsgrad

    Mit dem Wirkungsgrad wird beschrieben, welcher Anteil der Sonneneinstrahlung in Strom umgewandelt wird, also die Effizienz einer Solarzelle oder –anlage. Der Wirkungsgrad hängt vom eingesetzten Material ab:

    Monokristallines Silizium    14 bis 17 %
    Polykristallines Silizium 13 bis 15 %
    Amorphes Silizium 5 bis 7 %
    CIS / CdTl 7 bis 11 %