Grösse einer Photovoltaik-Anlage hängt vom Energiebedarf und von mehreren Faktoren ab.

Mehrere Faktoren beeinflussen, wie viel Sonnenenergie Ihre Module erhalten werden. Die Stromerzeugungskapazität Ihrer Solaranlage hängt vom Winkel ab, in dem die Sonnenstrahlen auf die Module treffen. Die höchste Leistung wird erreicht, wenn die Strahlen im rechten Winkel oder senkrecht zu den Modulen auftreffen. Je weiter die Strahlen von der Senkrechten abweichen, desto mehr Energie wird von den Modulen reflektiert statt absorbiert. Je nach Anwendungsbereich können nachgeführte Montagesysteme dazu verwendet werden, den Stromertrag durch automatische Positionierung der Anlage zu erhöhen.

Eine Photovoltaikanlage, auch PV-Anlage oder Solarstromanlage genannt sollte den Bedürfnissen entsprechend richtig dimensioniert sein. PV-Anlagen gibt es für kleine Dächer oder als gebäudeintegrierte Systeme mit einer Leistung von einigen wenigen bis zu mehreren Dutzend Kilowatt bis hin zu großen Kraftwerken von Hunderten von Megawatt.

Diese Anwendungsbereiche für Solaranlagen finden Sie als Tag im Blog von stromzeit.ch:
- Einfamilienhaus
- Mehrfamilienhaus
- Quartier
- Gewerbe-Industrie
- Solarpark
- Agri-PV

Die Suche nach der richtigen Solaranlage kann eine kleine Herausforderung sein. Es gibt eine Vielzahl von Optionen, die in Betracht gezogen werden können wie herkömmliche Aufdach- und Freiflächenanlagen, Sonnenschutzsysteme für Autos, integrierte Konzepte und alternative Modelle wie Stromabnahmeverträge und viele mehr.

Energiebedarf

Wenn Sie Ihren Energiebedarf kennen, haben Sie die besten Chancen, ein kostengünstiges und effizientes Solarsystem zu finden und zu integrieren. Welche Größe sie benötigen, hängt vom Energiebedarf ab.

Zuallererst müssen Sie genau wissen, wie viel Energie Sie verbrauchen und ob dieser Verbrauch in Zukunft steigen wird. Um das beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu erzielen, sollten Sie versuchen, die gesamte Energie zu nutzen, die Ihr Solarsystem erzeugen kann. So sollen Sie keinen überschüssigen Strom in das Netz einspeisen.

Eine gängige Methode zur Berechnung Ihres Solarbedarfs besteht darin, den Durchschnitt Ihrer täglichen Mindestlast über einen Zeitraum von sieben Tagen zu ermitteln. So erhalten Sie einen guten Anhaltspunkt für die benötigte Systemgröße. Solarsysteme werden im Allgemeinen in drei Größenkategorien eingeteilt.

Solarsysteme unter 30 kW
Solarsysteme unter 30 kW sind die kleinste Kategorie für private und gewerbliche Anlagen, die in der Regel von privaten Installateuren ausgeführt werden können. Damit können Sie täglich etwa 120 kWh Strom erzeugen und erfordern nicht die Installation einer Netzschutzeinheit, die das System erheblich verteuert.

Solarsysteme zwischen 30 kW und 100 kW
Solarsysteme zwischen 30 und 100 kW sind mittelgroße Anlagen, die häufig auf Mehrfamilienhäuser, Gewerbebauten, mittelgroßen Büros, Clubs und Einzelhandelsgeschäften zu finden sind. Im Gegensatz zu Systemen mit einer Leistung von 30 kW und weniger benötigen diese mittelgroßen Systeme einen Spezialisten für gewerbliche Solaranlagen und zusätzliche Komponenten, die für das Netz erforderlich sind.

Solaranlagen über 100 kW
Größere Bürogebäude, mittelgroße Fabriken und Hotels sind häufig Nutznießer von Solaranlagen über 100 kW. Für diese größeren Anlagen sind spezielle Zähler erforderlich und sie sind mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden.

Solarsysteme über 250 kW
Bei Anlagen dieser Größe handelt es sich um umfangreiche grössere Solar-Projekte, wie z. B. große Solarparks, Einkaufszentren und große Fabriken. Die typischen Anlagen in diese Kategorie können sogar bis zu 15 MW+ groß sein.

Beachten Sie die Empfehlungen von Swissolar.

Wie gehen Sie vor, um die Größe Ihrer Solaranlage zu bestimmen?

Es gibt drei grundlegende Schritte:
- Entscheiden Sie, wie viele Solarmodule Sie benötigen
- Berechnen Sie, wie viel Dachfläche Sie haben
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Dach das Gewicht des gewählten Systems tragen kann

Wie viele Module benötigen Sie?
Die Anzahl der Solarmodule, die Sie benötigen, hängt davon ab, wie viel Strom Sie erzeugen möchten. Die meisten Anlagen für Privathaushalte haben eine Leistung zwischen 1 und 5 Kilowatt (kW). Systeme mit größerer Kapazität für gewerbliche oder industrielle Anwendungen sind produktiver - und sparen mehr Geld. Daher sollten Sie das größtmögliche System für Ihr Haus kaufen.

Welche verschiedenen Arten von Anlagen gibt es für den privaten Bereich oder für gewerbliche Unternehmen?

Auf dem Dach
Aufdach-Solarsysteme gehören zu den beliebtesten PV-Solarsystemen, da sie sicher zu installieren und einfach zu warten sind und den privaten sowie Geschäfts-Betrieb während der Installation nur minimal stören.

Bodenmontage
Freiflächen-Solarsysteme sind eine großartige Möglichkeit, unbrauchbare Flächen in produktive Energiequellen zu verwandeln, insbesondere wenn Ihre Dachstruktur für ein Aufdachsystem ungeeignet ist. Freiflächensysteme sind außerdem einfach zu bedienen und zu warten.

Solar-Autoschirme (Autoabstellplätze mit Solardach)
Während Solaranlagen früher als etwas betrachtet wurden, das man nachrüsten musste, sind Solaranlagen für Autos eine intelligente Raumnutzung, die mehrere Vorteile in einer einzigen Form bieten kann, einschließlich der Bereitstellung sauberer Energie für benachbarte Gebäude. Diese Systeme können auch modular aufgebaut und an jede Parkgröße angepasst werden.

Gebäudeintegriert
Gebäudeintegrierte Solarsysteme bringen diesen intelligenten Designansatz auf die nächste Stufe, indem sie die Solarenergie in die architektonische Struktur einbeziehen, z. B. bei Ersatzdächern.

Stromabnahmevereinbarungen und ZEV (Zusammenschluss zum Eigenverbrauch)
Wenn Sie oder Ihr Unternehmen eine Solaranlage in Erwägung zieht, sollten Sie die Vorteile von Stromabnahmeverträgen (ZEV) beachten. Anstatt eine Solaranlage zu besitzen, zu warten und zu betreiben, können Sie innerhalb eines ZEVs Ihre Dach- oder Fassadenfläche an den Betreiber Vermieten und ganz einfach den Strom kaufen, den die Anlage erzeugt.

Ein ZEV (Zusammenschluss zum Eigenverbrauch) ist eine beliebte Finanzierungsalternative für private Eigentümer oder größere Unternehmen, die sich der Nachhaltigkeit verschrieben haben, aber nicht über den Platz oder die Finanzierungsmöglichkeiten verfügen, um große Solaranlagen zu installieren. Im Grunde genommen bietet ein Finanzierungsmodell oder ein ZEV alle Umweltvorteile der Solarenergie, ohne die Betriebsrisiken, die mit der Installation und Wartung einer eigenen Anlage verbunden sind.

Wie gross soll Ihre Solaranlage sein?

Einer der wichtigsten ersten Schritte ist die Dimensionierung der Solaranlage. Die richtige Dimensionierung eines PV-Solarsystems hilft Ihnen, Fragen zu beantworten wie:
- wie groß sollte die PV-Solarkapazität sein?
- welche Größe von Solarmodulen sollten Sie kaufen?
- wie groß sollte der Wechselrichter/die Batterie sein?

Wenn Sie die Solaranlage nicht richtig dimensionieren, kann dies dazu führen, dass Sie nicht die richtige Art von Solaranlage installieren.

Komponenten einer PV-Solaranlage
Um eine PV-Solaranlage zu dimensionieren, müssen wir die verschiedenen Komponenten einer PV-Solaranlage verstehen.

Die verschiedenen Komponenten einer PV-Solaranlage sind:
- PV-Solarmodul
- Solar-Wechselrichter
- Last
- Laderegler
- Batterien

PV-Solarmodul (Solarmodule)
Solarmodule enthalten Solarzellen, die das einfallende Sonnenlicht in Gleichstrom (DC) umwandeln. Um die gewünschte Spannung und Stromstärke zu erreichen, gruppieren Sie die Module zu einer größeren Reihe (PV-Array). Verbinden Sie die PV-Module in Reihe oder parallel, um die gewünschte Spannung oder den gewünschten Strom zu erzeugen.

Solarladeregler
Er steuert die Ausgangsspannung und den Strom von den Solarmodulen zur Batterie. Er hilft dabei, eine Überladung und Entladung des Stroms zu verhindern.

Solar-Wechselrichter
Er wandelt den Gleichstromausgang der Solarmodule in nutzbaren Wechselstrom (AC) um.

Batterien
Sie speichern die von den Solarmodulen erzeugte Energie in Form von Gleichstrom (DC).

Last
Dies sind die Geräte, die den von der PV-Anlage erzeugten Strom oder Strom aus dem Netz nutzen.

Energie-Effizienz
Bevor Sie die Solarauslegung vornehmen, sollten Sie überlegen, wie Sie das System effizienter gestalten können. Erhöhen Sie die Effizienz durch die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen. Dadurch wird die Solarstromleistung der PV-Anlage reduziert. Einige der Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz des Systems sind: Verwendung effizienter Geräte und nach Möglichkeiten natürliche Ressourcen wie Sonnenlicht, Wind usw. nutzen. Dies reduziert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Außerdem werden dadurch die Energiekosten gesenkt. Zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig, Ihren Stromverbrauch zu überprüfen und Ihren Strombedarf so weit wie möglich zu reduzieren. Dies gilt für jedes System, ist aber besonders wichtig für Haus- und Hüttensysteme, da die Kosteneinsparungen erheblich sein können. Ermitteln Sie zunächst die großen und/oder variablen Verbraucher (wie Wasserpumpen, Außenbeleuchtung, Elektroherde, Kühlschränke mit Wechselstrom, Waschmaschinen usw.) und versuchen Sie, diese auszuschalten oder Alternativen wie Propan- oder Gleichstrommodelle zu prüfen. Die Anschaffungskosten von Gleichstromgeräten sind in der Regel höher als die von Wechselstromgeräten, aber Sie vermeiden Energieverluste bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, und in der Regel sind Gleichstromgeräte effizienter und halten länger. Ersetzen Sie Glühbirnen durch Leuchtstofflampen, wo immer dies möglich ist. Leuchtstofflampen bieten die gleiche Beleuchtungsstärke bei geringerer Wattzahl. Wenn Sie auf einen großen Verbraucher nicht verzichten können, sollten Sie ihn nur während der Hauptsonnenstunden oder nur im Sommer verwenden.

Bemessung von PV-Solaranlagen.

Wie gross ist die Dachfläche, Fassade oder das Freiland?
Die meisten Häuser Dächer, auf denen Solarmodule angebracht werden können. Wenn Ihr Dach jedoch Fenster, Dachgauben, Schornsteine oder einen vertikalen Abzug hat, könnte dies den Platz für eine Solaranlage verringern.

Tragkraft des Daches
Stellen Sie sicher, dass Ihr Dach das Gewicht des gewählten Systems tragen kann. Das Gewicht eines einzelnen Moduls variiert von Marke zu Marke, aber die Standard-Solarmodule mit 60 Zellen, die in den meisten Systemen für Privathaushalte und kleinere Anlagen verwendet werden, wiegen etwa 18 kg-20 kg. Die meisten Häuser haben Dächer, die dieses Gewicht problemlos tragen können. Ein Installateur wird dies im Rahmen seiner ersten Inspektion feststellen und prüfen, ob Arbeiten zur Verstärkung des Dachs erforderlich sind.

Komponenten
Die Komponenten stellen die Verbindungen und Standardsicherheitsfunktionen bereit, die für jedes elektrische System erforderlich sind. Dazu gehören: Generatoranschlusskasten, richtig dimensionierte Kabel, Sicherungen, Schalter, Leistungsschalter und Zähler.

Solarmodullast
Bestimmen Sie den durchschnittlichen Stromverbrauchsbedarf. Berechnen Sie dann die Gesamtwattstunden pro Tag. Dazu werden die von den verschiedenen Geräten pro Tag durchschnittlich verbrauchten Wattstunden gemessen. Berechnen Sie anschliessend die Gesamtwattstunden pro Tag, die von den Solarmodulen abgegeben werden sollen. Multiplizieren Sie die Gesamtwattstunden pro Tag mit 1,3 (die im System verlorene Energie). Dies ergibt die Gesamtleistung, die von den Solarmodulen geliefert werden muss. Je nach Größe der PV-Module wird eine unterschiedliche Energiemenge erzeugt. Erstellen Sie deshalb eine Liste der Geräte und/oder Verbraucher, die Sie mit Ihrer PV-Anlage betreiben wollen. Ermitteln Sie, wie viel Strom jedes Gerät im Betrieb verbraucht. Die meisten Geräte haben auf der Rückseite ein Etikett, auf dem die Wattzahl angegeben ist. Weitere Informationsquellen sind technische Datenblätter, örtliche Gerätehändler und die Produkthersteller oder Angaben aus dem Internet zu den Geräten.

AC- und DC-Lasten
Dies sind die Geräte (z. B. Lampen oder Radios) und die Komponenten (z. B. Wasserpumpen und Mikrowellenverstärker), die den von Ihrer PV-Anlage erzeugten Strom verbrauchen. Beachten Sie die Liste weiter unten (Geräte und Wattzahl).

PV-Solarmodul
Im vorigen Schritt haben wir die Gesamtwattstunden berechnet, welche die Solarmodule pro Tag liefern müssen. Berechnen Sie nun die durchschnittlichen täglichen Höchststunden der Sonne an Ihrem Standort. Teilen Sie die von der PV-Anlage zu liefernde Gesamtleistung durch die Tagesspitzensonnenstunden. Dies ergibt die ungefähre Größe der Anlage in KWh. Teilen Sie diesen Wert durch den Wirkungsgrad der Solarmodule, um die Leistungsabgabe der Solarmodule zu erhalten. So berechnen Sie die Anzahl der benötigten Module: Teilen Sie die zu produzierenden Gesamt-Wattstunden durch die Nennleistung der PV-Module. Daraus ergibt sich die Anzahl der benötigten PV-Module.

Montage der Solarmodule
Die Module werden in Reihe und/oder parallel geschaltet, um die für Ihren Bedarf erforderlichen Spannungs- und Stromwerte zu erzeugen. Die Anlage ist in der Regel auf einer Metallstruktur montiert und zur Sonne hin ausgerichtet. Es gibt viele Marken von Solarmodulen, und jede Marke ist etwas anders groß. Einige Marken von Solarmodulen haben eine größere Kapazität und benötigen daher eine kleinere Dachfläche. Ein Solarmodul besteht aus einer Reihe kleiner photovoltaischer (PV-)Zellen, die miteinander verdrahtet sind. Die meisten Systeme verwenden Solarmodule, die 60 dieser Zellen enthalten. Ein komplettes System (auch Array genannt) besteht aus einer Reihe von Solarmodulen, die in der Regel nebeneinander aufgestellt werden.

Solarwechselrichter
Der Solarwechselrichter wandelt die Gleichstromleistung der Solarmodule oder der Batterie in nutzbare Wechselstromleistung um. Daher ist die Dimensionierung des Solarwechselrichters wichtig, damit die Umwandlung richtig erfolgt. Die Leistung des Wechselrichters wird in Watt angegeben. Die Wattzahl des Wechselrichters sollte gleich oder höher sein als die Wattzahl der PV-Anlage. Bei Geräten wie Motoren sollte die Größe des Wechselrichters mindestens das Dreifache der Leistung dieser Geräte betragen. Dies ist notwendig, um den Stoßstrom beim Starten dieser Art von Geräten zu bewältigen. Bei einem netzgekoppelten System sollte die Eingangsleistung der Leistung der PV-Anlage entsprechen, um einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten.

Solarladeregler
Obwohl Laderegler mit vielen optionalen Funktionen erworben werden können, besteht ihre Hauptfunktion darin, die Batterien auf dem richtigen Ladezustand zu halten und sie vor Überladung zu schützen. Der Solarladeregler ist mit Ampere- und Voltkapazitäten ausgelegt. Wählen Sie einen Solarladeregler, der zur Spannung der PV-Anlage und der Batterien passt. Stellen Sie sicher, dass der Solarladeregler die Kapazität hat, den von der PV-Anlage gelieferten Strom zu verarbeiten.

Batteriedimensionierung
Bei einem netzgekoppelten Solarsystem ist eine Batterie nicht erforderlich. Sie wird im Falle eines netzunabhängigen Solarsystems oder eines hybriden Solarsystems (eine Mischung aus netzgebundenem und netzunabhängigem Solarsystem) benötigt. Wählen Sie eine Batterie mit einer Kapazität, die mindestens so groß ist wie die der Solarmodule. Die Batteriekapazität wird in Amperestunden gemessen. Ermitteln Sie die Wattstunden, indem Sie die Amperestunden mit der Spannung der Batterie multiplizieren.

Beispiel: Für eine Batterie mit 40AH und 10V beträgt die Wattstundenzahl 40(X) x 10(Y) = 400 WH (Z).

Das bedeutet, dass die Batterie 400 Watt für 1 Stunde oder 200 Watt für 2 Stunden liefern sollte, d.h. je mehr Energie man entnimmt, desto schneller ist die Batterie entladen. Man kann jedoch nicht die gesamte Leistung aus der Batterie entnehmen. Denn sobald die Spannung unter die Spannung des zu versorgenden Geräts abfällt, kann die Batterie dieses nicht mehr versorgen.

Wählen Sie für die Berechnung der Batteriegrösse den nachstehenden Multiplikator, welcher der durchschnittlichen Umgebungstemperatur im Winter entspricht, der Ihre Batteriebank ausgesetzt sein wird.

Multiplikator für die Umgebungstemperatur:
25ºC 1.00
21ºC 1.04
16ºC 1.11
10ºC 1.19
5ºC 1.30
-1ºC 1.40
-7ºC 1,59

Übersicht von diversen Geräten und Wattzahlen*
Nachfolgend finden Sie die meisten verwendeten Geräte mit einer Angabe der durchschnittlichen Wattzahlen:           

Kaffeekanne 200
Kaffeemaschine 800
Toaster 800-1500
Mixer 300
Mikrowelle 600-1500
Kochplatte 1200
Waschmaschine automatisch 500
Waschmaschine manuell 300
Staubsauger stehend 200-700
Staubsauger Hand 100
Nähmaschine 100
Bügeleisen 1000
Wäschetrockner Elektrisch 400
Wäschetrockner Gas beheizt 300-400
Wasserpumpe 250-500
Deckenventilator 10-50
Tischventilator 10-25
Elektrische Bettdecke 200
Gebläsetrockner 1000
Rasierapparat 15
Computer-Laptop 20-50
Computer PC 80-150
Computer-Drucker 100
Schreibmaschine 80-200
TV 25" Farbe 150
TV 19" Farbe 70
1TV 2" SCHWARZWEISS 20
VIDEOREKORDER 40
CD-Spieler 35
Stereoanlage 10-30
Radiowecker 1
Satellitenschüssel 30
CB-Funk 5
Elektrische Uhr 3
Beleuchtungen: 100W Glühbirne 100
Leuchten: 25W Kompakt-Leuchtstofflampe 28
Lichter: 50W DC-Glühlampe 50
Leuchten: 40W DC Halogen 40
Leuchten: 20W Kompakt-Leuchtstofflampe 22
Kompakt-Leuchtstofflampen: 40 Watt Äquivalent 11
Kompakt-Leuchtstofflampen: 60 Watt Äquivalent 16
Kompakt-Leuchtstofflampen: 75 Watt Äquivalent 20
Kompakt-Leuchtstofflampen: 100 Watt Äquivalent 30
1/4"-Bohrer 250
1/2" Bohrer 750
1-Zoll-Bohrmaschine 1000
9" Tellerschleifer 1200
3" Bandschleifer 1000
12" Kettensäge 1100
14" Bandsäge 1100
7-1/4" Kreissäge 900
8-1/4"-Kreissäge 1400
Kühl-/Gefrierschrank 20cf 1.8Kwh pro Tag (15 Stunden) 540
Kühl-/Gefrierschrank 16cf 1,6Kwh pro Tag (13 Stunden) 475
Gefrierschrank 14cf (15 Stunden) 440
Gefrierschrank 14cf (14 Stunden) 350
Gefrierschrank 19cf (10 Stunden) 112 

* Die meisten Geräte haben ein Etikett auf der Rückseite, auf dem die Wattzahl angegeben ist. Weitere Informationsquellen sind die örtlichen Gerätehändler und die Produkthersteller.