Photovolaik-Anlage - Selbstbau in der Schweiz und überall auf der Welt.

Ausgangslage.

Die Schweiz wird bis 2050 klimaneutral sein. Im Pariser Klimaabkommen hat sich die Schweiz verpflichtet, bis 2050 keine Treibhausgasemissionen mehr zu verursachen. Elektroautos und Wärmepumpen, die zunehmend Fahrzeuge und Heizungsanlagen mit fossilen Brennstoffen ersetzen, werden die Stromnachfrage deutlich erhöhen. Gleichzeitig hat die Schweiz beschlossen, aus der Kernenergie auszusteigen. Stattdessen werden Wasserkraft, Wind- und Sonnenenergie zu den wichtigsten Stromquellen in Europa. Neue Kraftwerke müssen fit für die Zukunft sein. Fossile Technologien (z.B. Kohle- oder Gaskraftwerke) sind wegen der CO2-Emissionen und der Abhängigkeit von ausländischen Lieferanten keine gute Alternative.

Im Zuge des laufenden Übergangs von fossilen und nuklearen zu erneuerbaren Energieressourcen strebt die Schweiz durch einen systematischen Umbau des Energieversorgungssystems und der Anreizsysteme eine verstärkte Produktion und Nutzung von erneuerbaren Energien an (Energiestrategie 2050, vgl. BFE, 2017). Während der letzten Jahrzehnte wurde Strom hauptsächlich von zentralisierten institutionellen Stromversorgern produziert. Nun, nach der Einleitung der Energiewende, gewinnen dezentrale Formen der Energieerzeugung immer mehr an Bedeutung.

Im Jahr 2010 waren rund 2 Milliarden Menschen in vielen Regionen der Welt ohne Strom, weil sie keinen Zugang zu einem Stromnetz hatten. Heute ist diese Zahl um 1,3 Milliarden gesunken. Der Grund: Mit so genannten Insel-Solarsystemen lässt sich heute überall Strom erzeugen. Ausgestattet mit einem Solarmodul und einer Batterie, ist dies eine einfache und sehr erschwingliche Lösung.

Selbstgebaute Solaranlagen.

Überall auf der Welt findet man kleine, selbstgebaute Solaranlagen an Wänden und Balkonen, auf Dächern und Terrassen, die mit dem Stromnetz verbunden sind. Solaranlagen eignen sich hervorragend, um Strom nachhaltig zu erzeugen. Zudem senken die energieeffizienteren Wärmepumpen den Gesamtenergiebedarf, und mit Solarstrom heizt eine Wärmepumpe so sauber und nachhaltig wie keine andere Heiztechnik. CO2-frei und 100% klimaneutral. Nutzen Sie die Sonne, um Ihr Haus mit Energie zu versorgen, und reduzieren Sie Ihre Stromrechnung und Ihren ökologischen Fußabdruck. Mit einer Solaranlage können Sie Ihren eigenen Strom erzeugen und sich unabhängiger vom Stromnetz machen.

Solarmodule sammeln das Sonnenlicht und erzeugen daraus Gleichstrom. Der Wechselrichter überwacht die Solaranlage und wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um. Wird der Strom direkt verbraucht, zum Beispiel für die Beleuchtung, spricht man von Eigenverbrauch. Ein Solarspeicher ermöglicht es, den tagsüber erzeugten Strom zu speichern und abends zu verbrauchen. Dies erhöht den Eigenverbrauch. Überschüssiger Strom kann ins Netz eingespeist werden, wofür Sie vom Stromversorger eine Vergütung erhalten.

Die so genannte graue Energie ist die Energie, die für die Herstellung und den Transport des Moduls aufgewendet wird. Photovoltaik-Module heutigen Standards kompensieren diese graue Energie bereits innerhalb von ein bis zwei Jahren, je nach Einsatzort. Das liegt daran, dass sie eine so hohe Leistung haben und bereits in der Produktion energieeffizient sind.

PV-Anlage selber bauen.

Mini-Systeme für Ihr Zuhause.

Immer mehr Menschen decken ihren Strombedarf durch den Kauf von Mini-Solaranlagen, so genannten Plug-in-Solargeräten. Die kleinen Photovoltaikanlagen bestehen aus einem oder zwei Modulen und haben eine Leistung von etwa 200 bis zu 600 Watt. Das reicht knapp aus, um bis zu 30 % des Energiebedarfs eines Haushalts zu decken und zum Beispiel Kühlschrank, Waschmaschine, Geschirrspüler oder Computer mit Strom zu versorgen. Das Besondere an den kleinen Modulsystemen ist, dass sie an jede normale Haushaltssteckdose angeschlossen werden können und so den Solarstrom ins Netz einspeisen. Die Installation ist einfach - es ist buchstäblich "Plug and Play" - und die Geräte gelten als sicher. Ein weiterer Vorteil ist, dass man für die Installation keinen Elektriker braucht. Sie können auf dem Balkon, dem Dach, im Garten oder im Hof installiert werden. In Europa sind bereits mehrere hunderttausend solcher Anlagen im Einsatz. Die Geräte sind grundsätzlich sehr sicher, bisher sind keine Schäden bekannt. Und das Interesse ist groß. Der Boom von steckerfertigen Solaranlagen hat erst gerade begonnen.

Steckerfertige Solarmodule und Plug-in-Solarsysteme.

Man unterscheidet:
- steckerfertige Solarmodule
- Plug-in-Solaranlagen
- mobile Solaranlagen

Kosten.

Steckerfertige Solarmodule sind für Mieter und das Klima ein Gewinn. Der Preis von Mini-Solaranlagen hängt von der Leistung des Moduls und der Batterie ab. Weitere kostenbestimmende Faktoren sind Qualität, Aussehen und Funktionalität. Sehr kleine Solaranlagen für zu Hause bestehen meist aus einem winzigen 4-Watt-Modul mit einer Batterie und einer effizienten LED-Lampe, die genug Licht erzeugt, um nachts Hausaufgaben zu machen.

Die Preise für hochwertige Mini-Solaranlagen für den Hausgebrauch mit einer kleinen Batterie und einer sparsamen Lampe beginnen bei etwa 100 Schweizer Franken, während Insel-Solaranlagen, die einen Fernseher und einen Kühlschrank versorgen können, mehrere hundert Schweizer Franken kosten. Ein etwas größeres Insel-Solarsystem mit einem 50-Watt-Modul kann mehrere Lampen und einen Fernseher mit Strom versorgen. Und eine Anlage mit einem 250-Watt-Modul könnte sogar einen Kühlschrank mit Strom versorgen. Plug-in-Solaranlagen haben in der Regel keine Batterie und können direkt in das Stromnetz integriert werden. Sie kosten in zwischen 500 und 1'500 Schweizer Franken. Plug-in-Geräte amortisieren sich nach etwa sechs bis zehn Jahren.

Mobile Solaranlagen.

Mobile Solaranlagen für das Camping, die mit speziellen Paneelen ausgestattet sind, die zusammengefaltet in den Rucksack passen, haben die gleiche Funktionalität, kosten aber etwas mehr. Ein faltbares Modul, das in Ihren Rucksack passt, kann Ihr Handy und Ihre Nachtlampe mit Strom versorgen. Solar-Bewegungsmelder für Licht, Solarlampen und Solar-Pflanzenbewässerungssysteme werden in Privathaushalten immer beliebter, während Camper mobile Mini-Solarsysteme für sich entdeckt haben. Sie bestehen aus einem Solarmodul, das sich leicht zusammenklappen lässt, sowie einem Wechselrichter mit Batterie. Diese mobilen Stromversorgungssysteme gibt es in allen möglichen Formen und Größen für unterschiedliche Bedürfnisse, von winzigen Paneelen in der Größe einer Brieftasche, mit denen man sein Handy aufladen kann, bis hin zu sehr leistungsstarken Systemen mit einer Kapazität von 160 Watt, mit denen man Fahrradbatterien aufladen sowie Laptop und Kühlschrank in einem Wohnmobil betreiben kann. Nach der Reise kann man sie auch zu Hause weiter nutzen. Das Solarmodul kann einfach auf der Fensterbank platziert werden, wo es ein Telefon aufladen kann. Ein größeres System kann sogar als Ersatzstromquelle für den Kühlschrank dienen, wenn der Strom ausfällt.

Sind Mini-Solarkraftwerke gut für die Umwelt?

Mini-Solarstromanlagen senken die Stromkosten und helfen beim Klimaschutz. In der Schweiz könnten längerfristig 1.000 bis 2.000 Megawatt Strom zusätzlich durch Mini-Solarstrommodule erzeugt werden. So viel Strom produziert ein Kohlekraftwerk, das viel umweltschädlicher ist. Viele Menschen haben bisher keine Ahnung, wie viel Strom sie verbrauchen und haben keine Erfahrung mit Solarenergie und Batteriespeichern. Menschen, die ihre eigenen Solarmodule besitzen, ihren eigenen Energieverbrauch überwachen und lernen, wie sie Energiekosten sparen und gleichzeitig etwas Gutes für den Planeten tun können. Der Aufschwung von E-Autos wird den Solarmodulen für den Hausgebrauch einen weiteren Schub geben, da deren Batterien allgemein als Energiespeicher genutzt werden können. Elektroautos haben große Batterien, und ihr Strom könnte leicht anderweitig genutzt werden: zur Deckung des eigenen Energiebedarfs zu Hause, aber auch in der Nachbarschaft über das öffentliche Netz.

Mini-Solarkraftwerke versus grosse Solaranlagen.

Um etwas Größeres wie ein Elektroauto mit Strom zu versorgen, bräuchte man mindestens eine 2.000-Watt-Anlage, also etwa 10 Quadratmeter Module. Mit dieser Strommenge könnte ein Auto bis zu 16.000 Kilometer weit fahren. Photovoltaik-Module haben eine Standardgröße von ca. 100 cm x 160 cm und eine Leistung von ca. 325 Wp. Pro kWp Leistung werden also etwa 5 m2 benötigt und jedes kWp produziert in der Schweiz etwa 1000 kWh Strom pro Jahr. Ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit 4 Bewohnern verbraucht etwa 4000 bis 5000 kWh Strom. Das bedeutet, dass bereits 20 m2 Dachfläche ausreichen, um den gesamten Strombedarf des Hauses jährlich mit einer eigenen Solaranlage zu produzieren. Mit 50 m2 Solarfläche kann man bereits den Bedarf eines Hauses inklusive Wärmepumpe und Elektroauto decken. Fast alle Dächer sind für Solaranlagen geeignet, da es unterschiedliche Montagelösungen für Flachdächer und Schrägdächer gibt. Die Neigung spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Ideal ist eine Ausrichtung nach Süden, aber auch nach Osten und Westen ausgerichtete Solaranlagen lohnen sich selbst in unseren Breitengraden.

Eine grosse Solaranlage auf dem Dach selber bauen:

Wie hoch ist Ihre Unabhängigkeit vom Stromnetz?

Das hängt wie oben beschrieben von Strombedarf und von der Grösse der Anlage ab. Je nachdem, wie viel Strom tagsüber, abends und nachts im Haus verbraucht wird, schwanken die Eigenverbrauchswerte (und damit der Autonomiegrad) bei Solaranlagen ohne Speicher zwischen 15 und 30 %. Mit einem Batteriespeichersystem kann der Autonomiegrad auf 50 bis 90 % erhöht werden. Für eine 100%ige Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz ist eine stark überdimensionierte Generator- und Speicherkapazität erforderlich. Mit normal dimensionierten Solaranlagen und Speichern können bis zu über 90% Autarkie erreicht werden. Eine vollständige Unabhängigkeit lohnt sich nur in seltenen Fällen. Es geht ja auch vor allem um eine saubere Energieversorgung und nicht um die Autarkie an sich. Eine netzgekoppelte Solaranlage trägt sogar mehr zur Energiewende bei als eine völlig autarke Solaranlage. Aber: Eine Solaranlage allein reicht bei einem Stromausfall nicht aus. Dazu braucht es eine Batterie, die über eine Notstromfunktion verfügt und entsprechend konfiguriert ist. Anstatt Strom ins Netz einzuspeisen, speichern Sie Ihren Überschuss in einer Batterie. So können Sie ihn am Abend und in der Nacht direkt aus der Batterie wieder nutzen, anstatt Strom aus dem Netz zu beziehen.

Solarstrom-Kosten.

In sonnenarmen Ländern wie der Schweiz kostet solar erzeugter Strom im Durchschnitt zwischen 7 und 15 Rappen pro Kilowattstunde (kWh). In sonnenreicheren Regionen wie Südeuropa, Afrika, Lateinamerika, Kalifornien und vielen Teilen Asiens sind es weniger als 5 bis 6 Rappen. Strom aus dem Netz ist zwei- bis viermal teurer. Die Module verschleißen nicht, da sie keine beweglichen Teile haben. Deshalb verursachen die Solarmodule keine weiteren Kosten (ausser Wartung und Reinigung). Dennoch unterliegen sie einer sogenannten Moduldegradation von ca. 0,5 % pro Jahr. Die Hersteller garantieren, dass sie nicht mehr als 0,8% ihrer Leistung pro Jahr verlieren und somit nach 25 Jahren noch mindestens 80% ihrer Nennleistung haben.

Amortisation der Solaranalage.

In der Schweiz dauert es je nach Region zwischen sechs und zehn Jahren, bis die Kosten einer Solaranlage vollständig amortisiert sind. Wie viel Gewinn die Solaranlage im Laufe der Jahre erwirtschaftet, hängt von mehreren Faktoren ab: vom Strompreis, dem Rückkehrtarif und dem Eigenverbrauchsgrad ab – je höher um so besser. Über 30 Jahre Betriebszeit kann eine Solaranlage zwischen 50% und 200% Gewinn bringen.

Ökologische Nachhaltigkeit in der Energieerzeugung.

Im Zuge der nachhaltigen Energiewende gewinnt die dezentrale Energieerzeugung zunehmend an Bedeutung. Der Bau von Solaranlagen erfordert Ressourcen (Fachwissen, Zeit, finanzielle Liquidität, Platz), die nicht alle Einwohner zur Verfügung haben. Insbesondere in städtischen Gebieten, wo Grund und Boden knapp sind und viele Menschen als Mieter leben, kommt nur eine Minderheit in Frage. Um städtische Haushalte in die Energiewende einzubeziehen, müssen neue intelligente und effiziente Lösungen entwickelt werden. Mini-Solaranlagen bieten gerade in urbanen Gebieten eine sinnvolle Möglichkeit, an der Energiewende teilzuhaben, wenn auch im kleinen Stil. Denn sie bieten eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, um in eine Photovoltaikanlage zu investieren.

Generell haben in den letzten Jahren immer mehr Haushalte in Photovoltaikanlagen investiert. Neben einem technischen Grundverständnis ist Handlungswissen über relevante rechtliche, politische oder bauliche Aspekte erforderlich, um eine Energieanlage auf dem eigenen Grundstück zu bauen. Gerade mit Mini- oder sterckerfertigen Solaranlagen haben diese Themen weniger Gewicht.

Mit jeder Solaranlage wird die ökologische Nachhaltigkeit in der Energieproduktion gefördert. Die erneuerbaren Energien werden unterstütz, die Energiewende in der Schweiz vorantreiben. Die Abhängigkeit des Landes von Atomkraft, fossilen Ressourcen und Kohleverbrennung verringert. Die Diversifizierung des Energiesystems wird vorangetrieben und die Unabhängigkeit des Landes vom Ausland nimmt zu. Die dezentrale Stromerzeugung bedeutet ein Stück Unabhängigkeit.

Solarstrom vom Balkon.