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Photovoltaikanlagen : In einer Fotovoltaikanlage, abgekürzt PV-Anlage aus der Schreibweise Photovoltaikanlage, auch Solarstromanlage genannt, findet die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie statt. "Direkt" bedeutet: ohne einen Umweg über Energiezwischenträger wie z. B. Wasser oder Dampf. Mit diesem Gebiet der Energiewandlung beschäftigt sich die Fotovoltaik. Eine Fotovoltaikanlage besteht aus mehreren Komponenten. Der Generator empfängt und wandelt die Lichtenergie in elektrische Energie in Form von Gleichstrom um. Als Empfänger dient entweder die Solarzelle direkt oder aber ein optisches System, bei dem Spiegel oder Linsensysteme die Strahlung auf die Zellen umleiten und eventuell konzentrieren. Eine Konzentration, häufig mit einer Fresnellinse, findet statt, wenn die Strahlung auf einer Fläche eingesammelt wird, die größer als die Empfängerfläche ist. Dann muss der Spiegel oder das Linsensystem den Strahlengang so ändern, dass die eingefangene Strahlung insgesamt auf die Empfängerfläche trifft. Die Solarzelle dient in jedem Fall als Wandler der Strahlungsenergie durch Ausnutzung des photovoltaischen Effektes. Aufgrund der sehr geringen elektrischen Spannung einer einzelnen Solarzelle werden mehrere zu Solarmodulen zusammengefasst. Für einen Generator werden eines oder mehrere Module benötigt. Die elektrische Energie wird nun über Kabel dem System zugeführt. Sie kann entweder gespeichert (Inselanlage) oder aber in ein elektrisches Netz, zum Beispiel das öffentliche Stromnetz, eingespeist werden (Hybridanlage, netzgekoppelte Anlage). Abhängig von der Verwendung der Energie besteht der weitere Teil der PV-Anlage aus verschiedenen Komponenten. Die einzelnen Komponenten einer PV-Anlage müssen entsprechend dem vorliegenden Lastprofil der elektrischen Verbraucher und der jeweils notwendigen Energiespeicher oder der Netzgegebenheiten aufeinander abgestimmt sein, um einen hohen Energieertrag zu gewährleisten. Eine Inselanlage hat keine Verbindung zu einem größeren (normalerweise dem öffentlichen) Stromnetz. Bei einer fotovoltaischen Inselanlage findet meistens eine Pufferung des gewonnenen Stromes in Solarbatterien statt. Am häufigsten werden Bleiakkumulatoren verwendet. Je nach Aufbau der Anlage können nur Gleichstromverbraucher oder , mit einem Wechselrichter, beide Verbrauchertypen gleichzeitig betrieben werden. In vielen Kommunen werden z.B. Parkscheinautomaten mit Solar-Inselanlagen betrieben, da diese Form der Energieversorgung billiger ist als die Anschlusskosten für das öffentliche Stromnetz. In Wohnmobilen können Solarmodule die Stromversorgung während des Stillstandes übernehmen bzw. ergänzen. Auch Solar-Taschenrechner stellen ein Inselnetz (ohne Speicherung) da. Zum ordnungsgemäßen Betrieb der Akkus ist der Einsatz eines Ladereglers notwendig. Beim Betrieb von Wechselstromverbrauchern (z.B. 230 V-Wasserpumpe) wandelt ein Wechselrichter die Systemspannung, meist 12 oder 24 V Gleichspannung, in Wechselstrom um. Diese Wechselstromquelle darf i.d.R. nicht mit dem öffentlichen Netzwerk gekoppelt werden, da die 50 Hertz Sinuskurve des Wechselrichters nicht mit der des öffentlichen Stromnetzes synchronisiert ist. In Gegenden mit unsicherer elektrischer Versorgung durch das öffentliche Netz gibt es auch die Möglichkeit, eine normalerweise netzgekoppelte Anlage zu betreiben - fällt das Netz aus, so geht die Anlage (automatisch oder manuell) in den Inselbetrieb. Hierzu ist ein spezieller Wechselrichter oder aber ein Detektor mit zwei verschiedenen Wechselrichtern notwendig. Inselanlagen können auch weitere Formen der Energieerzeugung beinhalten. So werden häufig kleine Windgeneratoren oder Diesel-Stromaggregate zur Erhöhung der Versorgungssicherheit eingesetzt. Bei einem Hybridsystem handelt es sich ebenfalls um eine Inselanlage, wobei zur elektrischen Versorgung mehrere verschiedenartige Generatoren vorhanden sind. So ist zum Beispiel die Kombination einer PV-Anlage mit einem Dieselgenerator und Akkumulatoren eine in der Praxis häufiger vorkommende Kombination. Es können aber auch andere Generatoren wie Windenergieanlagen, Biogas-Anlagen usw. in Kombination mit einer PV-Anlage betrieben werden. Bei Inselanlagen mit normalerweise begrenzter Energielieferkapazität spielt das Lastmanagement eine entscheidende Rolle. Es dürfen nie zu viele Verbraucher im Netz vorhanden sein, da dieses sonst zusammenbricht (Netzüberlastung, Stromausfall). Es muß gleichfalls eine sichere Abnahme der generierten Energie möglich sein, da es sonst zum Beispiel zu Spannungsüberhöhungen und damit verbunden zur Zerstörung von elektrischen Verbrauchern kommen kann. Hier kann ein Pufferakku dazu dienen, überschüssige Kapazitäten zu speichern und diese in Zeiten höheren Bedarfs wieder abzugeben. Inselnetze haben ähnliche Probleme wie große öffentliche Netze, wobei hier häufig nicht die garantierte Versorgungssicherheit für alle angestrebt wird, sondern zum Beispiel in einem Krankenhaus vor allem die wichtigsten Funktionen (Operationssäle, lebenserhaltende Maschinen) sichergestellt sein müssen. Weitere Verbraucher können nach verschiedenen Abwägungen ab- oder zugeschaltet werden. Oft spielen hier auch soziale Probleme eine Rolle (wer wird als erstes vom Netz geschaltet, wenn zu wenig Kapazität zur Verfügung steht). Eine netzgekoppelte Anlage ist an einem großen eigenständigen Netz (typischerweise am öffentlichen Stromnetz) angeschlossen und speist die elektrische Energie dort ein. Diesen Betrieb nennt man auch Netzparallelbetrieb. Die Einspeisung der Solarenergie in ein Netz bedingt normalerweise die Wandlung des Gleichstroms in einen Wechselstrom durch einen Wechselrichter. Der Wechselrichter hat bestimmte Eingangskenngrößen auf der Gleichstromseite, die durch gezielte Verschaltung der Solarmodule zu einzelnen Strängen und eine eventuelle Parallelschaltung der Stränge erreicht werden. In vielen Fällen ist hierzu eine Unterverteilung nötig, die Generatoranschlusskasten oder auch Fotovoltaikverteiler genannt wird. Von der Gleichstromseite aus gesehen vor dem Wechselrichter wird eine Freischaltstelle eingebaut, die oft in den Fotovoltaikverteiler integriert ist. Sie dient zum Freischalten des Wechselrichters vom Solargenerator. Vom Wechselrichter in Richtung öffentliches Stromnetz gibt es ebenfalls einen Schalter, so dass der Wechselrichter zum Beispiel zu Wartungsarbeiten sowohl gleichstrom- als auch wechselstromseitig freigeschaltet werden kann. Von dort aus geht es im Normalfall durch einen Energiezähler in das öffentliche Netz. Mit Hilfe des Zählers wird die Vergütung mit dem örtlichen Energieversorger geregelt. In einigen Europäischen Ländern wird auf der Netzseite eine so genannte ENS benötigt, die den Wechselrichter bei einer unkontrolierten Inselbildung abschaltet. Eine Ausnahme, die keine Wandlung erfordert, ist zum Beispiel die Direkteinspeisung des Solargenerators in ein Straßenbahnbetriebsnetz. Einige wenige Pilotanlagen für eine solche Anwendung sind seit einigen Jahren in der Erprobung. Als Beispiel sei hier die Anlage auf dem Straßenbahndepot in Hannover-Leinhausen genannt. In Deutschland kann ein mittlerer Energieertrag von ca. 650 kWh bis hin zu 1150 kWh pro kWpeak (kWp) installierten Leistung der Anlage und Jahr erwarten werden. Kilowatt peak beschreibt die Nennleistung der Anlage unter Normbedingungen, die jedoch in Realität nur bei optimalen Bedingungen erreicht wird. Vor allem in den letzten sonnenreichen Jahren gab es in Süddeutschland nicht selten Erträge über 1200 kWh. Betrachtungen zum Flächenbedarf von Fotovoltaikanlagen sind in Potential der Fotovoltaik zu finden. Insbesondere die höheren Werte sind jedoch nur in guten Lagen (vorwiegend Süddeutschland beziehungsweise Gebirgslagen) bei Freiflächen- und Dachanlagen zu erzielen. Je nach den lokalen Klimaverhältnissen kann der Wert auch etwas darüber oder darunter liegen und von Jahr zu Jahr abhängig vom Wetter bis zu 20 Prozent von den Vorjahresergebnissen abweichen. Auch eine Verschattung von Modulen oder auch nur Teilen von Modulen zum Beispiel durch Fahnenmasten, Bäume, Nachbarbebauung oder ähnliches kann zu erheblichen Ertragseinbußen führen. Teilweise sind die Erträge von Anlagen im Internet direkt einzusehen Der Gesamtwirkungsgrad einer Anlage ist abhängig von den verwendeten Komponenten. Die Kernkomponenten bilden dabei die Solarzellen und die Wechselrichter. Speziell letztere haben mit dem durch staatliche Förderung (EEG) verstärkten Ausbau der Fotovoltaik Verbesserungen im Wirkungsgrad und in der Zuverlässigkeit erfahren. Beim Gesamtwirkungsgrad zu berücksichtigen ist weiterhin, dass die Sonne nicht den ganzen Tag scheint. Der Aufwand für die entsprechenden Sicherungsmechanismen (Dieselaggregate, konventionelle Kraftwerke, atomare Stromerzeuger etc. etc.) muss in der Energiebilanz - jedenfalls bei Anlagen, die in die Grundversorgung einspeisen - berücksichtigt werden. Wenn man eine PV-Anlage baut, hat man sich im Vorfeld schon über Modultypen, Netzanschluss, Finanzierung (Einspeisevergütung) usw. informiert. Zusätzlich sollte man sich auf jeden Fall -schriftlich- über Möglichkeiten informieren, Sachschäden, Photovoltaikanlagen die an der Anlage und Haftungsschäden die durch die Anlage entstehen können, abzusichern. Bei der Kostenaufstellung müssen die Kosten für eine Versicherung auf jeden Fall als jährlich anfallende Kosten miteinkalkuliert werden. Außerdem sollte man für sich als PV-Anlagenbesitzer abklären, ob man bei Ausfall der Anlage den dadurch bedingten Ertragsausfall finanziell verkraften kann. Dies kann vor allem bei kreditfinanzierten oder größeren Anlagen zutreffen. Wird die PV-Anlage auf einem "fremden" Photovoltaikanlagen Dach/Grundstück installiert, ist eine vorherige Beratung durch einen Versicherungsunternehmer ohnehin dringend anzuraten. Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Anlagen Solarstrom wird nirgends so sehr gefördert wie in Deutschland. Nicht nur Photovoltaikanlagen Hausbesitzer können von der Förderung profitieren; auch wer über kein eigenes Hausdach verfügt, kann Solarstrom produzieren, indem er sich an einer größeren, so genannten Gemeinschaftsanlage beteiligt. Seit der Novellierung des Gesetzes zur Förderung Erneuerbarer Energien Anfang 2004 haben sich die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die Nutzung von Solarstrom deutlich Photovoltaikanlagen verbessert. Damit ist jetzt die Investition in Solarstromanlagen nicht nur ökologisch sinnvoll sondern auch wirtschaftlich interessant. Strom aus Sonnenlicht – Photovoltaikanlagen Die Sonne liefert das 15.000fache dessen, was die gesamte Menschheit an Energie verbraucht. Pro Jahr strahlen in Berlin ca. 1.000 kWh auf jeden Quadratmeter. Das entspricht einem Energieinhalt Photovoltaikanlagen von 100 Litern Heizöl. Prinzip und Funktionsweise Solarzellen wandeln die Strahlungsenergie der Sonne mittels des photoelektrischen Effektes direkt in elektrischen Gleichstrom um. Über einen Wechselrichter wird dieser in haushaltsüblichen Wechselstrom Photovoltaikanlagen umgeformt und direkt in das Stromnetz eingespeist. Die Anlage arbeitet im so genannten Netzparallelbetrieb. Für Photovoltaikanlagen sind Leistungen ab einem Kilowatt (kWp) üblich. Die größten Anlagen in Deutschland weisen eine Leistung von bis zu 5.000 Kilowatt auf. Pro kWp, das entspricht 8–10 m2 Modulfläche, erzeugen die derzeit schon fast 1.000 Anlagen in Berlin im Durchschnitt Photovoltaikanlagen eine Energiemenge von etwa 700 Kilowattstunden pro Jahr.Nach Novellierung des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) wird für im Jahr 2006 auf Gebäuden errichtete Photovoltaikanlagen bis 30 kWp eine Einspeisevergütung von 54,53 Cent/kWh gezahlt. Für Anlagen über 30 kW, Fassaden- und Freiflächenanlagen gelten andere Vergütungssätze. Bei dieser Vergütungshöhe kann eine Photovoltaikanlagen Anlage auch unter Berliner Einstrahlungsbedingungen durchaus ohne Fördermittel rentabel arbeiten. Photovoltaikanlagen extra versichern? Gegen Sachschäden kann man eine PV-Anlage relativ einfach versichern. Die möglichen Photovoltaikanlagen Gefährdungen und daraus entstehende Schäden sind kalkulierbar, weil sie höchstens den Wert der Anlage ausmachen. Schäden, die einem Dritten durch die PV-Anlage zugefügt werden, können jedoch zu unkalkulierbaren Schadensersatzansprüchen führen. Photovoltaikanlagen Diese Kosten sollten daher auf jeden Fall durch eine entsprechende Haftpflichtversicherung gedeckt sein. Einige Versicherungsunternehmen bieten ein gesondertes Versicherungspaket "Solarversicherung" an, in dem die oben genannten Schäden komplett versichert werden können, andere integrieren sie in ihre bestehenden Versicherungsverträge. Ein Dachdecker bessert z. B. das Dach aus, berührt ein blankes Kabel und wird durch einen Stromschlag verletzt, oder die Anlage fällt vom Dach und beschädigt das Auto des Photovoltaikanlagen Nachbarn. In solchen Fällen stellt sich natürlich die Frage "Wer haftet jetzt für den entstandenen Schaden?" Laut Gesetz muss der Besitz gefahrenfrei und verkehrssicher sein. Ist er es nicht, haften Eigentümer von Wohnungen, Häusern und Grundstücken, Photovoltaikanlagen wenn jemand zu Schaden kommt, unabhängig davon, ob ein Verschulden vorliegt oder nicht. Dieses finanzielle Risiko und auftretende Folgeschäden decken normalerweise Haftpflichtversicherungen ab. Nun sind bei PV-Anlagen verschiedene Situationen Photovoltaikanlagen gegeben: Die PV-Anlage ist auf dem Dach eines selbst genutzten Einfamilienhauses installiert. Normalerweise (nicht immer) greift hier die Privathaftpflicht. Risikozuschläge in Abhängigkeit von der Größe sind möglich. Die PV-Anlage ist auf dem Dach eines eigenen Mehrfamilienhauses installiert. Normalerweise besteht dann Versicherungsschutz über die Haus- und Photovoltaikanlagen Grundbesitzerhaftpflicht. Einige Versicherer haben in ihrer Privat-, Haus- und Grundbesitzerhaftpflichtversicherung aber keine Versicherungsmöglichkeit für solche PV-Anlagen, die - wie es heutzutage Photovoltaikanlagen üblich ist - den erzeugten Strom ins Stromnetz einspeisen. Die PV-Anlage wird auf einem fremden Grundstück oder Gebäude gebaut. In diesem Fall sollte eine gesonderte Betreiber-Haftpflicht-Versicherung abgeschlosssen werden, um gegen Regressforderungen abgesichert zu sein. Der Versicherungsvertrag sollte auf jeden Fall Mietsachschäden Photovoltaikanlagen oder eine Zusatzdeckung "Allmählichkeits- und Gebäudeschäden" einschließen, da Schäden an gemieteten Sachen nicht unbedingt in einer Betreiberhaftpflichtversicherung enthalten sind. Ein Allmählichkeitsschaden ist z.B. dann Photovoltaikanlagen eingetreten, wenn durch einen Montagefehler allmählich Feuchtigkeit ins Dach eindringt und Monate später einen Sachschaden verursacht. Einige Versicherungsunternehmen bieten individuelle Versicherungsverträge an. Wird die Photovoltaikanlagen Anlage im (eigenen) Unternehmen installiert, ist sie normalerweise über die Betriebshaftpflichtversicherung mitversichert, wenn in dieser das Haus- und Grundbesitzerhaftpflichtrisiko enthalten ist. Haftung während der Installationszeit Photovoltaikanlagen der PV-Anlage: Unterschreitet die Bausumme einen gewissen Wert, sind Haftungsschäden während der Bauzeit normalerweise über die Privathaftpflicht eines Hauseigentümers abgedeckt. Liegt die Bausumme höher, ist für die Photovoltaikanlagen Bauzeit bzw. Installation eine separate Haftpflichtversicherung für Bauherren erforderlich. Es ist noch zu beachten, dass der Installateur einer PV-Anlage zwar verschuldenssabhängig haftet, der Bauherr aber trotzdem noch für verschuldensunabhängig entstehende Schäden haftbar gemacht werden kann. (Gefährdungshaftung). Wichtig: Man sollte Photovoltaikanlagen grundsätzlich bei seiner Haftpflichtversicherung schriftlich anfragen, ob die PV-Anlage, auch wenn sie Strom ins öffentliche Netz einspeist, in den oben genannten Fällen mitversichert ist oder mitversichert werden kann, und sich dies auch schriftlich bestätigen lassen. Einige Versicherungsunternehmen bieten eine gesonderte Solarhaftpflichtversicherung an. Einige Versicherungsunternehmen weisen darauf hin, dass sich die Versicherungsvoraussetzungen ändern, wenn man zur Photovoltaikanlagen Stromeinspeisung ins Netz ein Gewerbe anmeldet. Ihrer Ansicht nach hat man als Gewerbetreibender dann eine Betreiber-Haftpflicht-Versicherung abzuschließen.