Strom aus Photovoltaikanlagen – so funktioniert es

Bei der Photovoltaik (PV) kommen hauptsächlich mono- und polykristalline Solarzellen zum Einsatz. Dünnschichtzellen auf der Basis von Silizium oder anderen Halbleitermaterialien, wie zum Beispiel Cadmium-Tellurid, haben einen sehr geringen Marktanteil. Solarzellen bestehen aus einem Halbleitermaterial, das unter dem Einfluss von Sonnenlicht Elektronen in Bewegung setzt und damit Strom erzeugt. Dieser Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Das wichtigste Instrument für die Förderung der Photovoltaik ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Die gesetzlich festgelegten Vergütungssätze je eingespeister Kilowattstunde (kWh) unterscheiden zwischen kleinen PV-Anlagen auf Einfamilienhäusern und größeren PV-Anlagen bis 750 Kilowatt (kW). Hintergrund sind die höheren Kosten je Kilowatt bei kleineren Anlagen. Über 750 kW hinausgehende PV-Anlagen auf Dächern und Freiflächen müssen an Ausschreibungen teilnehmen, die durch die Bundesnetzagentur durchgeführt werden. Dabei wird der Vergütungssatz wettbewerblich bestimmt.

Eigenverbrauch und Batteriespeicher

Bei PV-Dachanlagen ist die Selbstversorgung mit dem erzeugten Solarstrom besonders attraktiv. Hintergrund sind die niedrigen Stromerzeugungskosten mit Photovoltaik gegenüber den höheren Strombezugskosten, welche zu einem großen Anteil aus Steuern, Abgaben und Umlagen bestehen. Diese Strombezugskosten können durch Selbstversorgung teilweise eingespart werden. Der Stromanteil, der direkt im Gebäude verbraucht werden kann, ist unter anderem von der Größe der Photovoltaikanlage und dem individuellen Stromverbrauch abhängig.

Mit einer Batterie kann der selbsterzeugte Photovoltaikstrom zwischengespeichert und zu Zeiten verbraucht werden, in denen die PV-Anlage keine (ausreichende) Leistung liefert. Der Eigenverbrauchsanteil kann so deutlich gesteigert werden. Allerdings sind demgegenüber die Kosten und die eingeschränkte Lebensdauer eines Stromspeichers zu sehen. Zukünftige Strompreissteigerungen, die die Differenz zwischen PV-Stromerzeugungskosten und Strombezugskosten vergrößern und so die Amortisationszeit eines Batteriespeichers verkürzen, müssen nicht unbedingt eintreten. Zudem geht mit der Herstellung eines Batteriespeichers ein Ressourcenaufwand einher, dem wenig zusätzlicher Nutzen für die Energiewende gegenübersteht – die eingespeicherte Strommenge wäre ansonsten eingespeist worden und hätte im Stromnetz andere (fossile) Energiequellen verdrängt. Der Einsatz eines Batteriespeichers sollte vor diesen Hintergründen sorgsam abgewogen werden. Grundsätzlich sind Speicher auf Netzebene zu bevorzugen, die nicht in erster Linie den Eigenverbrauch des Anlagenbetreibers steigern, sondern zum Beispiel kurzfristige Strombedarfe im Netz ausgleichen können.

Quelle: Photovoltaik | Umweltbundesamt 17.12.2021