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Lexikon zum Thema „Solar“

Alterung

Alterung, auch Degradation genannt. Erniedrigung des Solarzellenwirkungsgrades mit der Dauer der Beleuchtung. Dieser Effekt ist wissenschaftlich noch nicht geklärt. Von der Alterung betroffen sind in der Regel nur amorphe Solarzellen. Laborversuche haben ergeben, daß nach etwa 1.000 Sonnenstunden ein stabiler Sättigungswert für den Wirkungsgrad erreicht wird.
Quelle: http://www.photon.de/news/Lexikon/lexikon-a.htm (15.02.2010)

Baugenehmigung

Solaranlagen können im allgemeinen ohne Baugenehmigung installiert werden; sie werden im Baugesetzbuch nicht erwähnt. Konflikte gab es immer wieder mit dem Denkmalschutz, weil Solaranlagen das äußere Bild eines Gebäudes verändern können und somit in den Charakter eines denkmalgeschützten Hauses oder Ensembles eingreifen. Die baurechtliche und die denkmalschutzrechtliche Prüfung eines Bauvorhabens fällt oft in die Kompetenz des selben (kommunalen) Beamten.
Ob eine Solaranlage genehmigt wird oder nicht, liegt zumeist im Ermessen der lokalen Behörde. Der Antragsteller sollte darlegen können, dass die optische Beeinträchtigung nicht erheblich ist und dass Solaranlagen in der heutigen Zeit zur Standardausstattung von Gebäuden gehören wie Antennen, Lärmschutzfenster oder Garagen.
Insbesondere können sich Antragsteller auf die Änderungen des Bau- und Raumordnungsgesetzes von 1998 berufen. Danach gehört es zu den Aufgaben und Grundsätzen der Bauleitplanung, „die Belange des Umweltschutzes, auch durch die Nutzung erneuerbarer Energien“ zu berücksichtigen (§1 Abs. 5 Satz 2 Nr. 7 BauGB).
Quelle: http://www.solarserver.de/lexikon/index.html (15.02.2010).

Becquerel

Becquerel, Alexandre-Edmond, franz. Physiker, entdeckte im Jahre 1839 den photovoltaischen Effekt: Bei Bestrahlung einer Silberelektrode in einem Elektrolyt tritt eine elektrische Spannung auf.
Quelle: http://www.photon.de/news/Lexikon/lexikon-a.htm (15.02.2010)

BIPV

Building-integrated photovoltaics = Gebäude-integrierte Photovoltaik (GIPV), auch: Indach-Photovoltaik-Anlage.

Czochralsky-Verfahren

Verfahren zur Herstellung von Silizium-Einkristallen, bei dem ein Kristall aus der Silizium-Schmelze gezogen wird. Unter Zieh- und Drehbewegungen scheidet sich an einem Kristallisationskeim ein zylindrischer Silizium-Einkristall ab. Für die Schmelze werden bereits hochreine polykristalline Siliziumstücke verwendet, denen je nach gewünschter Dotierung des Einkristalls hochdotiertes Silizium zugegeben wird.
Quelle: http://www.photon.de/news/Lexikon/lexikon-a.htm (15.02.2010)

Dünnschichttechnik

Bezeichnung für die Herstellungstechnik dünner Solarzellen, die direkt auf ein kostengünstiges Trägermaterial (Glas, Metallfolie, Plastikfolie) abgeschieden werden. Vorteile der Dünnschichttechnik sind Material- und Energieeinsparungen beim industriellen Herstellungsprozeß, die einfache Dotierbarkeit und die Möglichkeit, großflächige Solarzellen zu produzieren. Die wichtigsten Materialien, die für Dünnschichttechnik geeignet sind, sind: a-Si:H, CdTe, CIS, GaAs
Quelle: http://www.photon.de/news/Lexikon/lexikon-a.htm (15.02.2010)

Dünnschicht-(CIS)-Zellen

Dünnfilm-Solarzellen aus mehreren Schichten von unterschiedlich dotiertem Kupfer-Indium-Diselenid (CIS). Vorteile der CIS-Zelle: weniger Materialverbrauch, hoher Wirkungsgrad, preiswerte Fertigung. CIS-Zellen sind die Dünnschichttechnologie, die als besonders stabil gilt. Sie zeigen im Vergleich zu amorphem Silizium keine "intrinsischen" Degradationsmechanismen. Inzwischen werden die Module industriell gefertigt.
Die Dünnschicht-Zellen bestehen überwiegend aus den Elementen Kupfer, Indium und Selen. Das chemische Zeichen ist CuInSe2. Im Vergleich zu den bekannten, blau schimmernden, polykristallinen Siliziumzellen, die durchschnittliche Wirkungsgrade von 12 - 14 % aufweisen, fällt der Material- und Energieaufwand für die Herstellung deutlich geringer aus.
CIS Zellen sind zehn mal dünner als polykristalline Zellen. Ihre photoaktive Schicht wird direkt und großflächig auf normales Fensterglas aufgedampft. Wie die rot-braunen Zellen aus amorphem Silizium - man findet sie in Taschenrechnern und Uhren - werden die CIS-Zellen in dünnen, materialsparenden Schichten hergestellt. Sie übertreffen jedoch deren Wirkungsgrad von durchschnittlich 6 Prozent deutlich: Im Labor des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) der Universität Stuttgart erreichte ein quadratisches CIS-Modul mit einer Seitenlänge von 30 Zentimetern knapp 13 %. Das ist der derzeitige "Weltrekord".
Bisher wurden CIS-Zellen in mehreren Schritten aufgebracht und legiert. In Marbach erfolgt dieser Schritt in einem Gang: Kupfer, Indium und Selen verdampfen gleichzeitig unter hochreinen Vakuumbedingungen bei einer Temperatur von 500º Celsius. Die Elemente haften dann an einer Platte aus zwei bis vier Millimeter "dickem" Fensterglas, die zuvor mit dem Metall Molybdän als Rückkontakt beschichtet wurde. Mit Laserstrahlen werden die Schichten "portioniert" und auf die gewünschte Spannung gebracht. Dann wird eine durchsichtige Kontaktschicht aus Zinkoxid aufgetragen. Sind die elektrischen Kontakte angebracht, wird das Modul zwischen die so bearbeitete und eine weitere Glasplatte gepackt. Auf diese Weise versiegelt, wird es für lange Zeit gegen Umwelteinflüsse geschützt sein.
Quelle: http://www.solarserver.de/solarmagazin/anlagejuli2000.html (15.02.2010)

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

Das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien - Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) - wurde am 25.02.2000 erstmals im Bundestag verabschiedet und trat am 01.04.2000 in Kraft. Es regelt die Abnahme und die Vergütung von ausschließlich aus erneuerbaren Energiequellen gewonnenen Strom durch Versorgungsunternehmen, die Netze für die allgemeine Stromversorgung betreiben (Netzbetreiber). Das Gesetz bezweckt eine nachhaltige Energieversorgung für Klima-, Natur- und Umweltschutz. Ziel des Gesetzes ist es, den Anteil an erneuerbaren Energien bis 2010 auf mindestens 12,5% zu erhöhen, bis 2020 auf mindestens 20 % zu erhöhen. Es will zudem einen Beitrag zur Vermeidung von Konflikten um fossile Rohstoffe leisten. Daneben soll das EEG die technologische Weiterentwicklung fördern.
Eine EEG-Novelle trat am 1. August 2004 mit der Verkündung im Bundesgesetzblatt in Kraft (BGBl. I, S. 1918 ff). Sie regelt die Vergütung für Solarstrom aus unterschiedlichen Anlagen sowie die Vergütung für Strom aus Windkraft, Geothermie, Bioenergie Deponiegas, Klärgas, Grubengas und Wasserkraft.
Erzeuger von Solarstrom erhalten ab 2007 für Gebäudeanlagen bis 30 kWp 49,21 Cent pro Kilowattstunde als Grundvergütung. Ab 30 kW werden 46,82 ct/kWh bezahlt. Strom aus PV-Anlagen ab 100 kW wird mit 46,30 ct/kWh vergütet. Für Solarstromanlagen an Fassaden gibt es einen Bonus von 5,00 ct/kWh. Freiflächenanlagen erhalten 37,96 ct/kWh.
Finanziert wird die Förderung über eine bundesweite Umlage auf alle Stromkunden in Höhe von 0,50 Cent/kWh (2005 waren es noch 0,54 Cent) das entspricht etwa 2,5 Prozent des Strompreises für Durchschnittsverbraucher. Das EEG löste das seit 1991 geltende Stromeinspeisungsgesetz ab, welches in den letzten 90er Jahren bereits der Windkraftindustrie zum Marktdurchbruch verholfen hat.
Eine Novellierung des EEG steht 2007 an.
Die Vergütung von Solarstrom aus Anlagen bis zu einer typischen Größen von 100 kW wurde für die Jahre 2009 und 2010 um jährlich acht Prozent gesenkt, ab 2010 wird sie um neun Prozent gesenkt. Für Anlagen größer als 100 kW gelten in den Jahren ab 2009 die höheren Degressionssätze von zehn Prozent.
Bundesumweltminister Norbert Röttgen will die Vergütungssätze für Solarstrom einmalig und zusätzlich um 15 % senken. Bei Solarstrom-Dachanlagen soll diese Regelung bereits zum 1. April 2010 greifen. Bei Photovoltaik-Freiflächenanlagen soll aufgrund der längeren Planungszeiten eine längere Frist gewährt werden. Die Senkung für Solarparks soll erst zum 1. Juli 2010 erfolgen. Darüber hinaus soll die Förderung wird für alle Solarstrom-Anlagen flexibel an die Marktentwicklung angepasst werden. Zielmarke für den jährlichen Ausbau sollen jetzt 3.000 MW pro Jahr sein.

Das EEG regelt die Abnahme und die Vergütung von ausschließlich aus erneuerbaren Energiequellen gewonnenem Strom durch Versorgungsunternehmen, die Netze für die allgemeine Stromversorgung betreiben (Netzbetreiber).Netzbetreiber sind nach dem EEG verpflichtet, Strom aus Erneuerbare Energien abzunehmen und nach §§ 6 bis 12 zu vergüten
Quelle: http://www.solarserver.de/lexikon/index.html (15.02.2010)

Globalstrahlung

siehe Sonneneinstrahlung

Hinterlüftung von Solarmodulen

Die Leistung von Solarmodulen jedes Herstellers lässt bei Erwärmung deutlich nach. Eine Hinterlüftung vermeidet einen leistungsmindernden Wärmestau. Dies gilt in verstärktem Maß für unsere Black Edition Module mit schwarzer Rückseitenfolie und schwarzem Rahmen. Deshalb ist bei der Montage auf genügend Abstand zur Dachfläche zu achten, so dass diese durch Luftzug ausreichend Kühlung erfahren.
Quelle: Heckert Solar: Installations- und Montageanleitung. 14 Seiten. Chemnitz, September 2009

Netzbetreiber

Der Netzbetreiber ist Ihr Energieversorgungsunternehmen (EVU). Nach den Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) ist er verpflichtet, den von Ihnen eingespeisten Strom abzunehmen und entsprechend dem EEG zu vergüten.
Quelle: SMA – Solarstrom Fachhandelspartner. 12 Seiten. [Prospekt-ID: 4Gruende-12-AD0107]

Netzgekoppelte Anlage

Eine Photovoltaik-Anlage, die den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeist, wird als netzgekoppelt bezeichnet.
Quelle: SMA – Solarstrom Fachhandelspartner. 12 Seiten. [Prospekt-ID: 4Gruende-12-AD0107]

Photovoltaik – Worterklärung

Solarstromanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Diesen Effekt nennt man „Photovoltaik“ – der Begriff ist zusammengesetzt aus dem griechischen Wort für Licht = „phos“ und dem Namen des Physikers „Alessandro Volta“.
Quelle: SMA – Solarstrom Fachhandelspartner. 12 Seiten. [Prospekt-ID: 4Gruende-12-AD0107]

Recycling von Solarzellen

Shunt-Isolierung (Innotech Solar AS) durch Laserscribing. – Um den Ursprungspunkt der Fehlerstellen zu lokalisieren, wird kurzzeitig eine Spannung angelegt. Dadurch erhöht sich der Stromfluss an den Shunt-Stellen, und es ensteht Wärme. Die mit Infrarot-Kameras sichtbar gemacht wird. Anschliessend brennt ein Laser einen Graben um die Shunt-Stellen und trennt sie damit elektrisch vom Rest der Zelle.
Quelle: Photon 6/2010, Juni 2010, Seite 102-106

Reinigung der Module

Bei einer ausreichenden Neigung der Module (>15Grad) ist eine Reinigung der Module im Allgemeinen nicht erforderlich (Selbstreinigung durch Regen). Bei starker Verschmutzung wird die Reinigung der abgekühlten Module (z.B. während der Morgenstunden) mit viel warmen Wasser und einem schonendem Reinigungsgerät empfohlen.
Quelle: Heckert Solar: Installations- und Montageanleitung. 14 Seiten. Chemnitz, September 2009

Shunt

Deutsch:“Ableitung“, „Abzweig“. – Im Bereich der Photovoltaik eine Stelle oder Region, die einen gegenüber dem Rest der Zelle deutlich herabgesetzten Widerstand zwischen den leitenden Schichten aufweist.
Quelle: Photon 6/2010, Juni 2010, Seite 102-106

Solarmodul

Ein Solar- oder Photovoltaik-Modul besteht aus mehreren aneinander angeschlossenen Solarzellen, die zwischen zwei Glas- oder Kunststoffscheiben eingebettet und so vor Witterungseinflüssen geschützt sind. PV-Module werden in der Regel in einem Rahmen auf dem Dach oder einem Trägergestell montiert. Module werden für Standardspannungen, z.B. für 12 Volt, geliefert.
Quelle: http://www.solarserver.de/lexikon/index.html (15.02.2010)

Solarzelle

In Solarzellen, meist aus Silizium, werden unter Zufuhr von Licht Ladungsträger freigesetzt (Photo-Effekt) und so Gleichstrom erzeugt.
Quelle: SMA – Solarstrom Fachhandelspartner. 12 Seiten. [Prospekt-ID: 4Gruende-12-AD0107]

Sonneneinstrahlung

Außerhalb der Erdatmosphäre beträgt die Sonneneinstrahlung bei senkrechtem Einfall im Mittel 1.367 Watt pro Quadratmeter. In Sachsen kommen davon an einem wolkenlosen Sommertag auf der Erdoberfläche bis zu 1.000 Watt pro Quadratmeter an, an einem stark bewölkten Wintertag sind es dagegen weniger als 100 Watt pro Quadratmeter. Die gesamte Sonneneinstrahlung im Verlauf eines Kalenderjahres auf einem Quadratmeter horizontale Fläche bezeichnet man als Globalstrahlung. Da die Globalstrahlung abhängig vom Wetter jährlich schwankt, werden üblicherweise die Mittelwerte aus 20 Jahren als Kalkulationsgrundlage genommen. Die aktuellsten verfügbaren Mittelwertsdaten des Deutschen Wetterdienstes betreffen den Zeitraum von 1981 bis 2000. Die Jahre nach 2000 zeichneten sich zwar im Schnitt durch eine höhere Globalstrahlung aus, langfristige Trends lassen sich daraus allerdings noch nicht ableiten. Die Einstrahlung erhöht sich in etwa um den Faktor 1,12, wenn die Generatorfläche mit einem Neigungswinkel von 35° nach Süden ausgerichtet ist. Kleinere Abweichungen von der optimalen Ausrichtung haben allerdings nur geringe Auswirkungen. Zweiachsig nachgeführte Solargeneratoren erzielen in Sachsen einen Mehrertrag von rund 25 Prozent im Vergleich zu nach Süden ausgerichteten Anlagen. Die reale Einstrahlung auf einen Solargenerator hängt darüber hinaus noch von lokalen Besonderheiten ab. Überdurchschnittlich häufiger Nebel in Tallagen oder an Flussläufen reduziert die Einstrahlung, Reflexion an Wasseroberflächen kann sie erhöhen. Verschattungen durch Berge, Gebäude oder Bewuchs verringern die Einstrahlung ebenso wie eine Schneebedeckung der Anlage.
Quelle: Sächs. Energieagentur: Photovoltaik.8 Seiten. Dresden, März 2009.

Verschattung bei Solarmodulen

Der Montagestandort sollte möglichst frei von Verschattung jeglicher Art (Häuser, Bäume, Äste, Blätter, Kabel, Antennen usw.) sein, da dadurch die Leistung der Solarmodule signifikant reduziert wird. Auch partielle Verschattungen führen zu Ertragsminderungen. Als verschattungsfrei gilt ein Modul, wenn es vollflächig ganzjährig nicht verschattet wird und auch an den kalendarisch ungünstigsten Tagen über mehrere Stunden ein ungehinderter Sonnenlichteinfall möglich ist.
Quelle: Heckert Solar: Installations- und Montageanleitung. 14 Seiten. Chemnitz, September 2009

Wechselrichter

Solarmodule erzeugen Gleichstrom, der für den Betrieb entsprechender Verbraucher direkt genutzt werden kann. Sollen herkömmliche Haushaltsgeräte verwendet werden, muß der Gleichstrom von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden Bekannte Hersteller von Wechselrichtern sind beispielsweise: Diehl-AKO (Wangen/Allgäu), KaCo new energy GmbH (Neckarsulm), SMA und LTi REEnergy GmbH (Unna). Gute Wechselrichter haben einen Geräte-Wirkungsgrad von etwa 96-98 %. Der Einspeisebetrieb beginnt teilweise bereits bei 8 Watt und haben einen Nacht-Eigenverbrauch von >2 Watt. Wechselrichter wandeln die Gleichspannung der Einzelstränge eines Solargenerators in netzkompatible Wechselspannung um. Zur Maximierung des Solargeneratorertrags muss dieser vom Wechselrichter stets nahe dem Punkt maximaler Leistung (maximum power point, kurz: MPP) angesteuert werden können. Wichtig ist daher, zum Solargenerator passende Wechselrichter zu wählen und die Einzelstränge so zu verschalten, dass eine optimale Ansteuerung möglich ist. Wenn Bereiche des Solargenerators teilweise verschattet sind, unterschiedliche Modultypen zum Einsatz kommen, Module mit unterschiedlicher Ausrichtung montiert werden oder die Leistung verschiedener Stränge aus anderen Gründen voneinander abweicht, dann sind Wechselrichter zu verwenden, die jeden dieser Stränge einzeln ansteuern können und über eine ausreichende Anzahl individueller „MPP-tracker“ verfügen. Alternativ können pro Strang auch einzelne Wechselrichter zum Einsatz kommen. Manche Wechselrichter sind zu bestimmten Modulen nicht kompatibel. So dürfen für einige Dünnschichtmodule beispielsweise keine trafolosen Wechselrichter verwendet werden. Die Datenblätter der Hersteller enthalten dazu nähere Informationen. Der europäische Wirkungsgrad ist ein Maß dafür, wie effektiv ein Wechselrichter die Gleichspannung des Solargenerators im Verlauf eines „typischen Jahres“ in Wechselstrom umwandelt. Die besten trafolosen Wechselrichter erreichen hierbei mittlerweile eine Effizienz von über 96 Prozent. Die Lebensdauer moderner Wechselrichter wird im Schnitt auf ca. 10 Jahre geschätzt, wobei dennoch signifikante Abweichungen in Einzelfällen möglich sind. Daher sollten entsprechende Garantien oder preisgünstige Austausch- und Serviceverträge vereinbart werden. Die begrenzte Lebensdauer des Wechselrichters muss Bestandteil einer seriösen Finanzplanung sein. Der Standort sollte so gewählt werden, dass die Kabellängen so kurz wie möglich sind und ein leichter Zugang zum Gerät gewährleistet ist. Ein kühler Aufstellungsort verlängert die Lebensdauer.
Quelle: - Diehl-AKO: Trafolose Hochleistungs-Stringwechselrichter. 8 Seiten. Wangen, 05/2009. -http://www.solarserver.de/lexikon/index.html (15.02.2010). - Sächs. Energieagentur: Photovoltaik.8 Seiten. Dresden, März 2009.

Winter-Wartung der Module

Bei der Montage der Module ist unbedingt darauf zu achten, dass die Wasserablaufbohrungen in den Ecken der Module nicht verdeckt werden, um Gefrierschäden zu vermeiden. Die Solaranlage sollte so montiert werden, dass möglichst kein Schnee auf den Modulen liegen bleibt. Solarmodule von Heckert Solar sind vom TÜV Rheinland für Schneelasten von bis zu 5400 PA zertifiziert.
Quelle: Heckert Solar: Installations- und Montageanleitung. 14 Seiten. Chemnitz, September 2009

Wirkungsgrad

Verhältnis der nutzbaren zur eingesetzten Energie. Zur Illustration: Herkömmliche Glühbirnen verwandeln etwa 3 - 4 % der eingesetzten Energie in Licht, Photovoltaikanlagen bzw. Solarzellen erreichen derzeit einen Wirkungsgrad von 11 - 17 %, thermische Solaranlagen können zwischen 25 und 40 % der Sonnenstrahlung umwandeln.
Quelle: http://www.solarserver.de/lexikon/wirkungsgrad.html (15.02.2010)

Peakleistung

Die elektrischen Werte einer Solarzelle - und damit des gesamtenGenerators ändern sich entsprechend der Rahmenbedingungen, insbesondere der Beleuchtungsintensität. In der Photovoltaik wird die maximal mögliche Leistung eines Solargeneratores bei Standardbedingungen als Peak-Leistung definiert, sie wird in Watt gemessen und als Wp (Watt, Peak) angegeben. Als Standardbedingung wird eine optimale Sonneneinstrahlung von 1000 Watt pro Quadratmeter angesetzt, die in Deutschland in den Mittagsstunden eines schönen Sommertages erreicht wird. Die Peak-Leistung - manche Hersteller bezeichne diese auch als "Nennwert" basiert also auf Messungen unter optimalen Bedingungen. Die Nennleistung ergibt sich aus dem Produkt der Nennspannung und des Nennstroms. Mehr Aufschluss über die Eigenschaften einer Solarzelle oder eines Generators gibt die Strom/Spannungs-Kennlinie (s. Abb.) Wichtig für die Planung einer Anlage ist der (Umwandlungs-) Wirkungsgrad, der angibt, welcher Teil der Strahlungsenergie in nutzbaren elektrischen Strom verwandelt wird (sog. Performance Ratio).
Quelle: http://www.solarserver.de/lexikon/peakleistung.html (15.02.2010)