Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) besteht aus Photovoltaikmodulen (auch Solarmodule genannt), die Photovoltaikzellen (Solarzellen) enthalten. Sie wandelt die Energie der Sonnenstrahlung in elektrische Energie (Strom) um. Photovoltaikanlagen produzieren Gleichstrom. Für die Nutzung im Haushalt sowie für die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz muss er in Wechselstrom umgewandelt werden. Dazu werden Wechselrichter eingesetzt.
Die installierte Leistung einer Photovoltaikanlage wird in Kilo-Watt-peak (kWp) angegeben. Das ist die Leistung, die unter Standardbedingungen (u.a. Temperatur 25 °C, Bestrahlungsstärke 1000 W/m2) abgegeben wird. Ob diese Leistung tatsächlich erreicht werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel der Tages- und Jahreszeit, vom Wetter, von der Ausrichtung der Photovoltaikanlage und vom Verschmutzungsgrad ab.
Eine optimal ausgerichtete Anlage mit einer installierten Leistung von 6 kWp reicht normalerweise für die Versorgung eines Einfamilienhauses aus. Sie liefert ca. 6’000 kWh Energie pro Jahr (Durchschnittswert für die Sonnenbestrahlung im Rheintal). Je nach Modultyp entspricht dies einer Fläche von 36 m2 bis 40 m2.
Grosse Photovoltaikanlagen auf dem Gemeindegebiet Grabs betreiben zum Beispiel die Lippuner EMT AG und die Technischen Betriebe Grabs. Pro Jahr werden auf dem Gemeindegebiet Grabs rund 1’500’000 kWh Solarstrom produziert, das reicht für rund 250 Einfamilienhäuser.
Die meisten PV-Anlagen in der Schweiz sind auf oder an Gebäuden montiert:
- Aufdach-Montage/Aufständerung, die PV-Module werden mittel Trägersystem auf einem bestehenden Dach montiert
- Indach-Anlage, die PV-Module sind direkt auf den Dachsparren angebracht und erfüllen die Funktion des Daches
- Fassaden-integrierte PV-Module, die PV-Module erfüllen die Funktion der Fassade
Darüber hinaus gibt es verschiedene Sonderformen, wie z.B. Solarziegel und transparente Solarzellen für Markisen und Fenster.
Im Ausland findet man zudem grosse Freifeldanlagen mit vielen Megawatt Leistung. Dort sind die Module auf freien Flächen, wie zum Beispiel brach liegenden landwirtschaftlichen Feldern aufgestellt.
Der erzeugte Strom kann
- Vollständig in das öffentliche Stromnetz gespeist werden, was heute meistens der Fall ist.
- Zum Eigenverbrauch benutzt werden, wobei der produzierte sofort genutzt wird. Nicht benötigter Strom (Überschuss) wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
- Zum Eigenverbrauch benutzt werden, wobei der Überschuss in einem Solarstromspeicher auf der Basis von Batterien (Batteriespeicher) gespeichert wird. Der gespeicherte Strom kann zu einem anderen Zeitpunkt verbraucht werden. Wenn kein Strom benötigt wird und der Batteriepeicher vollständig geladen ist, wird der in der Photovoltaikanlage produzierte Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
- Anlagen mit Strom versorgen, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind (Inselanlagen). Beispiele hierfür sind die Beleuchtung von Autobahnschildern oder Parkscheinautomaten. Auch hier werden Batterien für die Speicherung von Strom eingesetzt.
In der Energiewerkstatt Grabs gibt es ein Modell einer Photovoltaikanlage mit 270 Wp Leistung inklusive Batteriespeicher und Wechselrichter. Damit kann man selbst ausprobieren, wie eine Photovoltaikanlage funktioniert.
