Vater mit Tochter vor einer Photovoltaikanlage
Kleines Lexikon der Photovoltaik

Von A wie Abnahmegarantie bis Z wie Zweirichtungszähler

Wer sich zum ersten Mal mit dem Thema Photovoltaik beschäftigt, wird mit einer Reihe von Fachbegriffen wie beispielsweise Degradation oder Kilowatt-Peak konfrontiert. Unser Photovoltaik-Lexikon erklärt die wichtigsten Termini schnell und leicht verständlich.
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Abnahmegarantie

Die Abnahmegarantie ist Bestandteil des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Sie verpflichtet Stromnetzbetreiber dazu, Strom aus erneuerbaren Energiequellen in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen – und garantiert Photovoltaikanlagenbetreiber:innen damit die Abnahme ihres selbst erzeugten Sonnenstroms. Der Vergütungssatz wird durch die EEG-Einspeisevergütung geregelt. Die Abnahmegarantie besteht allerdings nur für Anlagen mit einer Leistung von bis zu 750 Kilowatt-Peak (kWp).

Amortisationszeitpunkt

Der Amortisationszeitpunkt gibt an, wann sich die Investitionskosten für eine Photovoltaikanlage durch die mit ihr generierten Erträge und/oder die mit ihr erwirtschafteten Gewinne decken.

Oft wird darüber hinaus vom energetischen Amortisationszeitpunkt gesprochen – also dem Zeitpunkt, an dem die von der Anlage produzierte Energiemenge genauso groß ist wie die für ihre Herstellung aufgewandte Energie.

Aufständerung

Manche Photovoltaikanlagen müssen mit speziell entwickelten Ständersystemen aufs Dach montiert werden, damit der Neigungswinkel der Anlagen optimal ist. Dies ist beispielsweise bei PV-Anlagen auf Flachdächern notwendig, denn nur so können die Solarmodule in einen idealen Winkel zur Sonne gebracht werden.

Wie sich Solarmodule auch auf Flachdächern mit einem Montagesystem bequem installieren lassen, wird im Artikel „Solarstrom selbst produzieren: Flachdächer eignen sich ideal zur Stromgewinnung“ erklärt.

Ausrichtung

Die Ausrichtung gibt an, in welche Himmelsrichtung die Dachfläche zeigt, die mit Solarmodulen belegt werden soll beziehungsweise belegt ist. Genau wie der Neigungswinkel der Anlage hat auch die Ausrichtung einen entscheidenden Einfluss auf den Ertrag der Photovoltaikanlage. PV-Anlagen, die auf nach Süden ausgerichteten Dachflächen installiert sind, bringen den meisten Ertrag ein. Aber auch Ausrichtungen nach Westen oder Osten können sinnvoll sein, denn sie produzieren am Morgen und in den späten Nachmittagsstunden Strom – also dann, wenn im Haushalt häufig mehr Strom genutzt wird als mittags.

Bifaziales Solarmodul

Während herkömmliche Solarmodule nur das Sonnenlicht nutzen, das auf ihre Vorderseite fällt, handelt es sich bei bifazialen Solarmodulen um doppelseitige Module. Die zumeist vertikal installierten Solarpanels nutzen einfallendes Sonnenlicht zur Stromproduktion, wenn es auf ihre Vorderseite trifft, aber ebenso wenn es auf ihre Rückseite fällt.

Wieso bifaziale Solarmodule dadurch mehr Energie liefern können als herkömmliche Module und wie sie dazu beitragen, das Stromnetz zu entlasten und zu stabilisieren, lesen Sie im Artikel „Doppelseitige Solarmodule für die Energiewende“.

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Bypass-Diode

Eine Bypass-Diode ist ein elektrisches Bauelement, das in Solarmodulen verbaut wird, um die Anlage vor Überhitzung durch Verschattung zu schützen. Diese Halbleiterdioden leiten den Strom um den verschatteten Bereich herum und verhindern so die Entstehung von sogenannten Hot Spots.

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Degradation

Mit dem Begriff Degradation wird der Leistungsabfall von Solarmodulen im Verlauf ihrer 25- bis 30-jährigen Nutzung beschrieben. Solarmodule, für die eine Leistungsgarantie von 25 Jahren gegeben wird, müssen nach 25 Jahren immer noch mindestens 80 Prozent der anfänglichen Leistung aufweisen.

Dünnschichtzelle

Für die Herstellung von Dünnschichtzellen wird auf ein Trägermaterial wie Glas oder Folie eine dünne Schicht aus Halbleitern gesprüht oder gedampft. Die so entstandenen Dünnschichtzellen sind um den Faktor 100 dünner als monokristalline oder polykristalline Solarzellen. Sie sind zwar wesentlich kostengünstiger als mono- oder polykristalline Solarzellen, können dafür je nach Modell aber auch nur etwa fünf bis zwölf Prozent des Sonnenlichts in elektrische Energie umwandeln.

EEG-Einspeisevergütung

Die EEG-Einspeisevergütung ist ein wichtiger Bestandteil des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Dieses legt fest, dass für jede Kilowattstunde (kWh) Solarstrom, die in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird, eine Vergütung an die Anlagenbetreiberin oder den Anlagenbetreiber ausgezahlt werden muss.

Wie hoch die gezahlte Einspeisevergütung bei Volleinspeisung beziehungsweise Teileinspeisung für kleinere PV-Anlagen von bis zu 100 Kilowatt Leistung ist und welche weiteren Vergünstigungen für Besitzer:innen kleiner Photovoltaikanlagen seit dem 1. Januar 2023 durch eine Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes entstanden sind, wird im Artikel „Neue Regelungen für Photovoltaikanlagen: Vergünstigungen für kleine PV-Anlagen ab 2023“ genau erklärt.

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Gleichstrom

Bei Gleichstrom handelt es sich um elektrischen Strom, dessen Stärke und Richtung sich im Gegensatz zu Wechselstrom nicht ändert. Er wird im Englischen als „direct current“ bezeichnet und mit DC abgekürzt. Da Photovoltaikanlagen Gleichstrom erzeugen, muss der Sonnenstrom, bevor er ins öffentliche Netz eingespeist werden kann, zuvor in Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hertz umgewandelt werden. Dazu werden Wechselrichter eingesetzt.

Hinterlüftung

Weil der Ertrag von Photovoltaikmodulen sinkt, sobald diese zu hohen Temperaturen ausgesetzt sind – was insbesondere im Sommer schnell der Fall sein kann –, ist es wichtig, dass die Solarmodule ausreichend gekühlt werden. Bei der Montage sollte daher ein Abstand zur Dachfläche eingehalten werden. Dann kann die Luft unter den Modulen zirkulieren, die für eine ausreichende Hinterlüftung der Solarmodule sorgt.

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Hot Spot

Hot Spots entstehen, wenn eine Solarzelle durch Verschattung nicht mehr dazu in der Lage ist, den von ihr produzierten Solarstrom weiterzuleiten. Es besteht die Gefahr, dass sich die Solarzelle stark erhitzt. Es entsteht ein sogenannter Hot Spot, der nicht nur die Leistung der Solarmodule verringert, sondern im schlechtesten Fall zu Beschädigungen der Anlage führen kann. In PV-Anlagen sorgen Bypass-Dioden dafür, dies zu verhindern: Sie leiten den erzeugten Strom an der verschatteten oder defekten Solarzelle vorbei.

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Kilowatt-Peak

Die Maßeinheit Kilowatt-Peak (kWp) gibt die maximale Leistung von Photovoltaikmodulen unter Standardtestbedingungen (im Englischen „Standard Test Conditions“ oder STC) an. Siehe dazu auch: Nennleistung.

Monokristalline Solarzelle

Monokristalline Solarzellen werden aus monokristallinem Silizium hergestellt – also aus einem einzigen Siliziumkristall. Sie haben einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Solarzellen. Weil ihre Herstellung aufwendiger ist als die von polykristallinen Solarzellen, waren monokristalline Solarmodule lange Zeit die teurere Option. Das ist heute jedoch nicht mehr der Fall, weshalb viele Hersteller mittlerweile nur noch monokristalline Solarmodule anbieten.

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Neigungswinkel

Der Neigungswinkel gibt an, in welchem Winkel die Solarmodule gegenüber der Horizontalen stehen. Da sich der Stand der Sonne nicht nur im Laufe eines jeden Tages, sondern auch im Verlauf eines Jahres stetig ändert, gibt es einen optimalen Neigungswinkel je nach Standort für den maximalen Jahresertrag. Um über den gesamten Jahresverlauf die größtmögliche Menge an Sonnenenergie einzufangen, hat sich in unseren Breiten ein Neigungswinkel von 30 Grad als optimal erwiesen.

Nennleistung

Die Nennleistung einer Photovoltaikanlage gibt an, wie hoch die maximale Leistung der Anlage unter Standardtestbedingungen ist. Die tatsächliche Leistung einer Photovoltaikanlage liegt fast immer unter der Nennleistung, da es sich bei den Standardtestbedingungen um Idealbedingungen handelt. Die Nennleistung dient daher hauptsächlich der Vergleichbarkeit einzelner Solarmodule.

Polykristalline Solarzelle

Anders als bei monokristallinen Solarzellen besteht eine polykristalline Solarzelle aus vielen verschieden große Siliziumkristallen. Polykristalline Module haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Solarzellen, waren in der Herstellung aber lange Zeit günstiger. Seit die Preise für monokristalline Solarmodule stark gesunken sind, verzichten viele Anbieter auf die Herstellung von polykristallinen Modulen.

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Schwachlichtverhalten

Moderne Solarmodule können selbst bei schlechten Lichtverhältnissen Strom erzeugen. Wie hoch die Leistung eines Solarmoduls unter widrigen Lichtverhältnissen ist, ist in der Regel in den vom Hersteller veröffentlichten Datenblättern zum Solarmodul nachzulesen.

Solarzelle und Solarmodul

Ein Solarmodul besteht aus mehreren Solarzellen, in denen Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt wird. Solarmodule bestehen aus monokristallinen, polykristallinen oder Dünnschichtzellen.

Wie genau eine Solarzelle funktioniert, wird im Artikel „Solaranlagen: Wie funktioniert eine Solarzelle?“ verständlich erklärt.

Teileinspeisung

Wenn Besitzer:innen von PV-Anlagen lediglich einen Teil des von ihren Anlagen produzierten Stroms ins öffentliche Netz einspeisen und den Rest selbst verwerten, haben sie sich für die Teileinspeisung ihres Sonnenstroms entschieden. Bei der Volleinspeisung dagegen wird der Sonnenstrom komplett ins Netz eingespeist.

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Temperaturkoeffizient

Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark sich die Leistung eines Solarmoduls verringert, wenn sich die Temperatur der Moduloberfläche erhöht. Da die Leistung eines Solarmoduls mit steigender Temperatur sinkt, sollte man bei der Auswahl von Solarmodulen daher auf einen möglichst niedrigen Temperaturkoeffizienten achten.

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Verschattung

Wenn andere Gebäude, Bäume, Kamine oder Antennen ihren Schatten auf die Solarmodule werfen, spricht man von einer Verschattung der PV-Anlage. Da sie die Leistung einer PV-Anlage mindert, sollte bei der Planung einer PV-Anlage darauf geachtet werden, Verschattungen zu vermeiden.

Volleinspeisung

Ist im Zusammenhang mit PV-Anlagen von Volleinspeisung die Rede, bedeutet das, dass der gesamte von der Anlage produzierte Solarstrom direkt in das öffentliche Netz eingespeist wird. Er wird also – anders als bei der Teileinspeisung – nicht zum Eigenverbrauch genutzt.

Wechselrichter

Ein Wechselrichter wandelt den von der Photovoltaikanlage produzierten Gleichstrom in Wechselstrom um – und macht ihn somit erst für den Hausgebrauch oder für die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz nutzbar.

Mit einem Batteriespeicher und einem Batterie-Wechselrichter kann Solarstrom, der nicht direkt verbraucht wird, zwischengespeichert und zeitversetzt genutzt werden. Dafür wird der nach der Erzeugung vom herkömmlichen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelte Solarstrom zur Speicherung wieder in Gleichstrom umgewandelt. Bei sogenannten Hybrid-Wechselrichtern entfällt dieser Prozess, denn sie können auch den von der Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom direkt zwischenspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt als Wechselstrom zur Verfügung stellen.

 

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Wechselstrom

In das öffentliche Stromnetz kann ausschließlich Wechselstrom eingespeist werden. Dabei handelt es sich um elektrischen Strom, der seine Richtung periodisch und in steter Wiederholung ändert. Im Englischen wird er daher „alternating current“, kurz AC, genannt. Die Frequenz des Richtungswechsels – gemessen in der Maßeinheit Hertz – gibt dabei an, wie oft in der Sekunde der Strom seine Richtung wechselt. Im europäischen Verbundnetz beträgt sie 50 Hertz.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle gibt an, wie hoch bei ihr das Verhältnis von abgegebener zu zugeführter Energie ausfällt. Oder anders ausgedrückt: wie viel der auf sie einstrahlenden Solarenergie sie tatsächlich in elektrische Energie umwandeln kann. Das Maß wird dabei in Prozent angegeben. Monokristalline Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad von 20 bis 22 Prozent, bei polykristallinen Solarzellen liegt der Wert bei 15 bis 20 Prozent. Dünnschichtzellen haben einen Wirkungsgrad von unter fünf bis zwölf Prozent.

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Zweirichtungs- und Erzeugungszähler

Wer eine Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach hat, muss einen Zweirichtungszähler installieren lassen: Eine Richtung zählt wie viel Strom zusätzlich zum selbstproduzierten aus dem öffentlichen Netz bezogen wird, und die andere Richtung wie viel des von der Photovoltaikanlage produzierten Sonnenstroms ins öffentliche Netz eingespeist werden. Darüber hinaus kann optional ein Erzeugungszähler installiert werden, der misst, wie viele Kilowattstunden Energie die eigene Anlage erzeugt hat.

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6. Juli 2023
Erneuerbare Energien
Solar
Ökostrom

Text: Elena Rudolph. Fotos: Getty Images.

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