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Photovoltaik spielt eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der Schweizerischen Energiestrategie 2050. Photovoltaikanlagen gehören zu den erneuerbaren Energien, sie setzen keine klimaschädlichen Treibhausgase frei und verringern die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Mit Photovoltaik können Sie Ihren eigenen, nachhaltigen und sauberen Solarstrom erzeugen und dabei auch noch Ihre Stromkosten senken. Photovoltaikanlagen rechnen sich auch deshalb, weil sie langlebig und wartungsarm sind. Zu den Nachteilen gehören die hohen Anschaffungskosten, die Abhängigkeit von den Wetterverhältnissen, der Platzbedarf, die Notwendigkeit eines Stromspeichers für den nächtlichen Nachtverbrauch des Solarstroms sowie für den Fall eines Stromausfalls und schliesslich der Energieaufwand zur Herstellung und Entsorgung der Photovoltaikanlage.
Die Amortisationszeit hängt von der Grösse des Systems, dem Standort, den Einspeistarifen Ihres Energieversorgers (bei Netzanlagen), der Höhe des Förderbeitrags und den Installationskosten ab. Die Amortisationszeit liegt im Durchschnitt bei etwa 10 bis 15 Jahren. Danach haben Sie praktisch keine Stromkosten mehr, wenn Sie Ihren Haushaltsbedarf mit selbstproduziertem Solarstrom decken. Für die Überschüsse können Sie weiterhin eine Einspeisevergütung vom Stromabnehmer beziehen.
Grundsätzlich wird zwischen Photovoltaikanlagen mit und ohne Netzeinspeisung unterschieden. Erstere werden als Netzanlagen bezeichnet, da sie an das öffentliche Stromnetz gekoppelt sind, um den im Haushalt nicht verbrauchten Stromüberschuss ins Stromnetz einspeisen und bei Bedarf auch Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen zu können. Inselanlagen ohne Anbindung an das öffentliche Stromnetz brauchen dringend einen Stromspeicher. Solche Anlagen werden für Ferienhäuser, Wohnmobile oder Elektrozäune genutzt. Die dritte Version sind Hybrid-Anlagen, die Strom aus verschiedenen Quellen (Solarmodule, Stromspeicher oder öffentliches Netz) nutzen können.
Die Lebensdauer von Photovoltaikanlagen beträgt 25 und 30 Jahre. Hochwertige Solarzellen können sogar noch länger halten, ihre Effizienz nimmt jedoch mit der Zeit ab. Um eine optimale Leistung zu gewährleisten, ist entsprechende Wartung erforderlich. Die einzelnen Komponenten des Systems müssen regelmässig inspiziert und bei Bedarf ausgetauscht werden.
Die Berechnung der erforderlichen Grösse und Leistung der Photovoltaikanlage basiert auf dem jährlichen Stromverbrauch in Ihrem Haushalt. Dabei sind der durchschnittliche Tagesverbrauch, der regionale Energieertrag (jährliche Menge an Sonneneinstrahlung), die elektrische (Nenn-)Wirkleistung der eingesetzten Solarmodule und die Eigenschaften des Daches (Grösse, Ausrichtung, Neigung und Verschattung) zu berücksichtigen. Mithilfe dieser Angaben wird die installierte Leistung der Solarmodule berechnet, die zur Deckung Ihres Stromverbrauchs benötigt wird. Die Berechnung wird vom Fachbetrieb durchgeführt.
Photovoltaik kann auf jeder Dacheindeckung (Dachziegel, Betondachsteine usw.), jeder Dachform (Satteldach, Flachdach usw.) und überall in der Schweiz installiert werden. Allgemein gilt, dass Photovoltaikanlagen am ertragreichsten sind, wenn das Dach nach Süden ausgerichtet ist und eine Neigung von 30 bis 35 Grad aufweist. Ausserdem ist auf eventuelle Verschattung zu achten. Bestehende Flachdächer, die bei ihrer Herstellung nicht auf Photovoltaik ausgelegt wurden, müssen vorab auf ihre Tragfähigkeit statisch geprüft werden. Aufschluss darüber, wie gut Ihr Dach für die Installation einer Photovoltaikanlage geeignet ist, gibt das Solarkataster des Bundesamts für Energie (BFE).
Nach dem eidgenössischen Raumplanungsgesetz (RPG) sind Photovoltaikanlagen meldepflichtig, doch die Kantone und Gemeinden können eigene Bestimmungen zu dem Verfahren und den erforderlichen Unterlagen erlassen. Deshalb müssen Sie im Vorfeld beim Bauamt Ihrer Gemeinde oder bei der kantonalen Energiefachstelle die Bestimmungen zur Melde- bzw. Baubewilligungspflicht prüfen. Insbesondere in ausgewiesenen Schutzzonen und auf Kultur- oder Naturdenkmälern von kantonaler oder nationaler Bedeutung ist ein komplettes Baubewilligungsverfahren vorgeschrieben. Zum Glück werden Genehmigungsantrag und Förderantrag in der Regel vom ausgewählten Fachbetrieb gestellt.
Photovoltaik kann auf unterschiedlichen, bislang ungenutzten Flächen installiert werden, auf Dächern genauso wie auf Fassaden, Balkonen und auf dem Boden. Am häufigsten werden Photovoltaikanlagen auf Dächern installiert, wobei die klassische Aufdachmontage und die Indachmontage (Einlassen der Solarmodule in die Dachoberfläche) infrage kommen. Die Fassadenmontage ist im privaten Bereich nicht verbreitet, dafür steigt aber die Beliebtheit von Balkonkraftwerken. Darüber hinaus können Solarmodule auch freistehend montiert werden. Die Freilandmontage stellt keine Einschränkungen hinsichtlich Ausrichtung und Neigung der Solarmodule und eröffnet auch die Möglichkeit der Trackermontage (nachgeführte Photovoltaikanlagen, die dem Lauf der Sonne folgen). Auch die Smartflower passt sich an die Sonnenbewegungen an.
Fällt der Schatten auf die Solarpaneele, wird weniger Sonnenlicht in Strom umgewandelt. Die Verschattung einer Photovoltaikzelle wirkt sich auch auf andere Zellen aus, da im Modul mehrere Solarzellen über Kabel in einer Reihe miteinander verbunden sind. Wird nun eine Solarzelle verschattet, wird der gesamte Stromfluss in seinem Weg behindert und ist dann nur noch so hoch ist wie an seiner schwächsten Stelle – der Verschattungsstelle (ähnlich wie der Wasserdurchfluss bei einem Knick im Gartenschlauch). Dies führt nicht nur zu einer Verringerung der Stromproduktion, sondern auch zu Überhitzungen im Modul. Deshalb werden standardmässig sog. Bypassdioden in die Photovoltaikmodule integriert, die verschattete Teile des Moduls überbrücken und so die Leistungsminderung begrenzen.
Um verschattungsbedingtem Ertragsverlust vorzubeugen, muss der Fachbetrieb vor der Montage der Photovoltaikanlage eine Verschattungsanalyse durchführten. Dabei werden alle Arten von Verschattung analysiert: standortbedingte Verschattung (durch angrenzende Gebäude, Bäume usw.), schmutzbedingte Verschattung (z. B. hoher Schmutzeintrag in landwirtschaftlichen Gebieten), jahresbedingte Verschattung (durch die jahreszeitabhängige Änderung des Sonnenstands), wandernde Verschattung (durch tageszeitabhängigen Änderungen des Sonnenstands) und bei freistehenden Photovoltaikanlagen auch Eigenverschattung (durch einen zu geringen Abstand der einzelnen Module zueinander).
Da Photovoltaikanlagen am ertragreichsten sind, wenn die Sonne in einem Winkel von 90 Grad auf die Solarzellen scheint, hängt der ideale Neigungswinkel von der geografischen Lage bzw. dem Breitengrad ab. Wie erwähnt, ist in Österreich ein Neigungswinkel von ca. 30 bis 35 Grad bei südlicher Ausrichtung optimal. Bei nachgeführten Photovoltaikanlagen können sich die Module um die eigene Achse drehen und auch ihren Neigungswinkel verändern, weshalb die Solarstromausbeute höher ausfällt als bei unbeweglichen Dachanlagen.
Photovoltaikanlagen sind wartungsarm. Etwa alle 2 Jahre sollte die gesamte Anlage überprüft und alle 3 bis 4 Jahre sollten die Module gereinigt werden. In Gebieten mit erhöhtem Schmutzeintrag und während langer Trockenperioden sollte die Reinigung etwas häufiger erfolgen. Leicht zugängliche (vor allem freistehende) Solarmodule können Sie selber reinigen, verwenden Sie dazu aber niemals einen Hockdruckreiniger. Ansonsten sollten Sie einen Wartungsvertrag mit einem Fachbetrieb abschliessen. Den Betrieb Ihrer Photovoltaikanlage können Sie bequem per App überwachen.
Falls Ihre Photovoltaikanlage mehr Solarstrom produziert, als Sie im Haushalt verbrauchen, können Sie den Stromüberschuss ins öffentliche Stromnetz einspeisen und dafür eine Einspeisevergütung (Rückspeisevergütung) vom Stromabnehmer (Energieversorger) beziehen. Beachten Sie, dass die Einspeistarife je nach Energieversorger variieren, da diese gemäss Energiegesetz ihre Tarife innerhalb des gesetzlichen Rahmens selbst gestalten dürfen. Überdies hängt der Tarif von der Leistung der Photovoltaikanlage und anderen Faktoren ab. Einige Unternehmen zahlen auch einen Bonus für den Herkunftsnachweis des Stroms (HKN).
Bei durchschnittlich grossen Photovoltaikanlagen auf Einfamilienhäusern kann der Stromüberschuss oft einfach über den bereits vorhandenen Stromnetzanschluss des Hauses ins öffentliche Netz eingespeist werden. Bei leistungsstärkeren Anlagen muss der Netzanschluss jedoch geändert werden. Zur Messung der eingespeisten Strommenge muss ein Einspeisezähler vom Netzbetreiber eingebaut werden. Überdies muss zwischen der Photovoltaikanlage und dem Stromnetz eine sog. Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen (ENS) eingebaut werden. Diese dient als Schutzvorrichtung, welche die Photovoltaikanlage automatisch vom Netz nimmt, falls Störungen auftreten. Diese Vorrichtung ist häufig schon im Wechselrichter integriert.
Der Einbau eines Stromspeichers (PV-Speicher) ins System ins auf jeden Fall sinnvoll, damit Sie auch nachts Ihren eigenen Solarstrom nutzen können, statt auf Strom aus dem öffentlichen Netz zurückgreifen zu müssen. Ausserdem kann es sinnvoll sein, Ihre Photovoltaikanlage notstromfähig zu machen, damit im Falle eines Stromausfalls die wichtigsten Verbraucher im Haushalt (z. B. Heizungspumpe, Gefriertruhe und besonders sensible Geräte) weiterhin mit Strom versorgt werden. Dazu müssen Wechselrichter und Batteriespeicher für den Notstrombetrieb geeignet sein.
Photovoltaikanlagen werden durch unterschiedliche Förderprogramme von Bund, Kantonen und einigen Gemeinden gefördert. Das Instrument des Bundes zur Förderung von Photovoltaikanlagen ist die Einmalvergütung (EIV). Dabei wird je nach Leistung und Art der Anlage zwischen mehreren Formen der Einmalvergütung unterschieden: Einmalvergütung für kleine Photovoltaikanlagen (KLEIV), Einmalvergütung für grosse Photovoltaikanlagen (GREIV) und Hohe Einmalzahlung (Hohe EIV). Zusätzlich zur Einmalvergütung können Sie auch einen Neigungswinkelbonus (für Photovoltaikanlagen mit einem Neigungswinkel von mindestens 75 Grad) und/oder einen Höhenbonus (Anlagen auf mehr als 1500 m Seehöhe) erhalten. Die Kantone und einige Gemeinden bieten zusätzlich zur Förderung durch den Bundeigene Förderungen an. Darüber hinaus können die Investitionskosten in fast allen Kantonen zu 100 % von den Steuern abziehen.