In Baden-Württemberg müssen zukünftig auf den Dächern von neugebauten Häusern Photovoltaik-Anlagen (PV) installiert werden. Ab 2023 soll das auch bei jeder Dachsanierung von Altbauten ein Muss sein. Die neue formierte Bundesregierung wird sicherlich dies auch für den Rest der Republik bindend fordern.

Mit Photovoltaik-Anlagen kann Sonnenstrahlung direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Solarmodule sind die entscheidende Komponente und in ihnen wird je nach Größe eine unterschiedliche Anzahl an Solarzellen zusammengeschaltet. Die Solarzelle ist ein Halbleitermodul, welche die Strahlungsenergie in Gleichstrom umsetzt. Je nach Halbleitermaterial unterscheidet man zwischen mono- und polykristallinen Zellen, die sich dadurch unterscheiden, dass das Halbleitermaterial Silizium unterschiedlich aufbereitet ist.

Es werden zunehmend auch Dünnschichtzellen eingesetzt, in denen ein Trägermaterial mit dem Halbleiter beschichtet wird, für das neben Silizium auch kristalline Gallium, Cadmium und Kupferverbindungen Anwendung finden und diese preiswerter hergestellt werden können. Hier muss bemerkt werden, dass die preisgünstigeren Solarzellen einen geringeren Wirkungsgrad besitzen.

Zur Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom, wird ein Wechselrichter benötigt und je nach Ausbaustufe weitere Instrumente und Systeme zur Regelung, Messung, Überwachung  und Schützen der PV-Anlage.

Von der Verteuerung der Baukosten und den Ortsbildveränderungen abgesehen, kommen erhebliche Schwierigkeiten auf die Feuerwehren zu, wenn brennende Dächer, die mit unter Hochspannung stehenden Solarzellen bestückt sind, gelöscht werden müssen.

Hier erweist sich das Löschen mit Wasser als lebensgefährlich und wird die Feuerwehren vor neue Aufgaben stellen, die besondere Kenntnisse und ggfs. Ausrüstungen erfordern. Bei der äusseren Brandbekämpfung schützt ein Mindestabstand von wenigen Metern vor Stromschlägen. Deshalb sollten Betreiber die Feuerwehr bei der Brandmeldung darauf hinweisen, dass sich eine PV-Anlage auf dem Dach befindet. Wenn dies nicht gemacht wurde, ist es sehr hilfreich, wenn am Haus gut sichtbare Hinweisschilder darauf hinweisen.

Eine weiterer Nachteil könnte sein, dass die PV-Anlagen eine Art Deckel bilden, welche den Zugang zum Feuer und den Brandherden signifikant erschweren können.

Besondere Gefahren sind auch vorherrschend bei älteren PV-Anlagen auf landwirtschaftlichen Gebäuden vorhanden, die auf Tragegerüsten aus leichtem Aluminium montiert sind, das bereits ab 400°C zündet und ein konventionelles Löschen unmöglich macht.

Hier ist es ähnlich wie beim Löschen von batteriebetriebenen Fahrzeugen. Man muss beim Abbrand zusehen. Kleinere Kraftfahrzeuge kann man in Containern, die mit Wasser befüllt sind, abkühlen lassen, doch das ist mit Gebäuden, Bussen und LKWs kaum möglich.

Um Missverständnisse zu vermeiden, wird das Risiko des Auslösens von Bränden durch PV-Anlagen von den Experten als gering eingestuft und kann durch Auswahl von hochwertigen Anlagen, deren fachgerechte Platzierung und Installation sowie regelmässiger Wartung nachhaltig vermindert werden. Die Wartung der Solarkabel und Steckverbindungen ist dabei besonders wichtig, weil Ratten, Mäuse und Marder die Isolationen der Leitungen anfressen, die zu Kurzschlüssen führen können.

Wenn eine Hausbrand vorliegt, trennt die Feuerwehr zuerst den Hausstrom vom Stromnetz, was verhindert, dass Löschwasser mit elektrisch leitenden Systemen in Berührung kommt und die Feuerwehrleute gefährdet. Wenn aber die Sonne scheint, besteht Gefahr, dass der Solargenerator immerzu Strom nachschiebt und dies auch, wenn das Haus vom Stromnetz getrennt wurde und der Wechselrichter im Keller oder im Haustechnikraum abschaltet.

Deshalb sollte seitens der Hausbauer und Sanierer unbedingt darauf geachtet werden, dass auch für Solaranlagen eine Freischaltung für die Feuerwehr möglich ist. Der Freischalter ist direkt am Hauszähler zu kennzeichnen und muss möglichst leicht zugänglich sein. Noch besser sind Systeme, die sich automatisch selbst abschalten.

Falls in besonders fortschrittlichen Häusern bereits Solar-Akkus zum Speichern von Sonnenstrom genutzt werden, brauchen diese Batterien ebenfalls eine Notabschaltung, die mit dem Wechselrichter verbunden ist. Die Langzeit-Kühlung von Lithium-Ionen-Speichern ist hierbei ebenfalls von dringlicher Relevanz.

Von wesentlicher Wichtigkeit ist es auch, den Solargenerator und die Stromspeicher ausreichend gut zu versichern. Die einfache Gebäudeversicherung deckt sie in der Regel nicht ab. Einige Versicherungen bieten eine sogenannte Allgefahren-Versicherung für die Solargeneratoren an. Auf alle Fälle sollte die Versicherung einer Anlage unbedingt bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung beachtet werden, ebenso wie der Blitz- und Hagelschutz, der Brandschutz und die regelmässige Wartung und Reinigung, was die Betriebskosten spürbar erhöht und das Kosten-Nutzen-Verhältnis verschlechtert.

Bei der Auswahl der Solarzellen, gibt es einen weiteren Punkt, der zu beachten ist. Der deutsche Markt wird, je mehr der Bedarf von PV-Anlagen zunimmt, sicherlich von Billig Angeboten aus Asien überflutet werden. Einige Unternehmen davon sind durchaus in der Lage die Systeme ordentlich zu bauen, doch es ist zu bedenken, dass im Fall von Reklamationen oder Schäden der Service u. U, dringend zu wünschen lässt. Bei berechtigten Gründen wird man kaum Gelegenheit haben, die Hersteller dafür haftbar zu machen. Meist wird man den Schaden selbst tragen müssen, oder hoffen, dass die Versicherung sich kulant genug erweist.

Die Installation der Anlagen, sollte ebenfalls nur von Fachbetrieben erfolgen, die über ausreichend Erfahrung verfügen und möglichst auch den Anlagen- und Speicherpass des Solarverbandes BSW Solar ausstellen können.

Bei der obligatorischen Forderung auf jedem Dach Solarzellen installieren zu müssen, wurde anscheinend nicht berücksichtig, dass es sehr viele Häuser gibt, deren Dächer von der Ausrichtung und Lage kaum für die Photovoltaik geeignet sind. Auch ist verwunderlich, dass die Solarthermie mit Kollektoren Anlagen für Warmwasserspeicher und Heizanlagen bei den Debatten zur Photovoltaik keine besondere Rolle gespielt hat.

Solaranlagen, mit denen die Wärme (Thermie) der Sonne gesammelt wird, haben als Bauteile sog. Kollektoren, die sich in Aufbau und Funktionsweise sowie der daraus resultierenden Leistung unterscheiden können. Die Flach- oder Röhrenkollektoren haben eine speziell beschichtete Absorber Fläche zur Solarwärme-Sammlung, der von der elektromagnetischen Strahlung der Sonne und deren sichtbaren und infraroten Strahlungsbereich, erhitzt wird.

Die Solarthermie-Anlagen (ST-Anlagen) dienen zur Erwärmung des Heizwassers von Räumen und des Brauchwassers für Baden, Waschen, Duschen in Haushalten sowie der Wärmenutzung für gewerbliche oder industrielle Zwecke.

Die in den Rohren platzierte Absorberfläche wird von einem Wärmeträgerfluid oder Wasser durchströmt, welches sich beim Passieren erwärmt. Das erwärmte Medium wird in einen Wärmespeicher geleitet, wo es über einen Wärmeaustauscher abgekühlt, wobei gleichzeitig ein Wärmespeichermedium erhitzt wird. So bleibt die Wärme im Speicher und durch Zurückleitung des kühlen Wärmeträgermediums wird ein Kreislauf in der Solaranlage gewährleistet.

Eine weitere Nutzung solarer Wärme aus Kollektoren sind Kältegeräte zur Regulierung des Raumklimas. Sie gelten als besonders effizient, weil sie zum Zeitpunkt der höchsten Sonneneinstrahlung ihre stärkste Kühlung, liefern.

Leider ist bei einer normalen Anlagenkonfiguration mit einer verhältnismäßig langen Amortisationsdauer zu rechnen. Allerdings besteht der nicht zu unterschätzende Vorteil, dass man sich relativ unabhängig mit Wärme versorgen kann.

Obwohl seit 2017 in Baden-Württemberg, dem herrschenden Energie- und Klimakonzept entsprechend, Solaranlagen auf Dächern von öffentlichen Gebäuden vorgeschrieben sind, hält sich die Landesregierung merkwürdig zurück und hat auf 26 neuen Gebäuden keine PV-Anlagen installiert, wie in der F.A.Z, zu lesen war. Das geschah auch bei Gebäuden, die einen hohen, eigenen Strombedarf haben.

Nach Berechnungen des Rechnungshofs hätte der Einbau der Anlagen 4,3 Millionen Euro gekostet, aber eben auch pro Jahr Stromkosten in Höhe von 250.000 Euro gespart.

Wenn betriebswirtschaftlich gesehen, der Staat oder das Land dies nicht als rentabel ansieht, ist eigentlich ein Unding, wenn Amortisationen dieser Art von privaten Nutzern gefordert werden.

Wie die doch die recht teuer werdenden PV-Anlagen in den dunklen Wintermonaten Strom liefern sollen und woher der kommt, wenn die Anlagen nicht laufen, ist anscheinend bei den Regierungen von untergeordnetem Belang. Klimaschutz über alles und wenn es sich anscheinend auch nicht wirklich rechnet und nicht nutzbringend für den Hausbesitzer ist, auch wenn keine Ökostromumlage nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz zu zahlen ist.

Das kann bei Vermietern von Mehrfamilienwohnungen- und Häusern durch eine notwendige Drittmengenabgrenzung für umlagepflichtigen Strom wesentlich komplizierter sein und bedarf einer praktikablen Energiemanagementlösung, um den hohen bürokratischen Aufwand in erträglichen Grenzen zu halten. Die Novellierung des EEG 2021 stimmt zwar hoffnungsfroh, da der Mietstrom von der Gewerbesteuer befreit wurde und der Mietstromzuschlag etwas angehoben wurde, doch ob dies verhältnismässig kleine Änderungen ausreichen und zufriedenstellend sind, werden die kommenden Jahre zeigen.

Es kann aber durchaus konstatiert werden, dass Photovoltaik auf dem Dach, wenn die Standortbedingungen geeignet sind, die Solarzellen dem technischen Stand entsprechen und diese fachgerecht installiert und gewartet werden, sicher betrieben werden und durchaus auch ökonomischen Sinn machen können. Inwieweit es sinnvoll ist ein E-Auto zu kaufen, wenn man den mit der Photovoltaikanlage selbstproduzierten Strom mithilfe einer Smart-Wallbox und einem optionalen Batteriespeichers nutzen kann, muss individuell entschieden werden und richtet sich in der Regal danach, wie häufig das E-Auto genutzt wird.

Was die Möglichkeiten eines sog. bidirektionalen Ladens der Batterie betrifft, gibt es geteilte Meinungen und unterschiedliche Vorgehensweisen. Vehicle-to-home ist sicherlich eine Alternative für Eigenheimbesitzer zur Energiespeichernutzung, doch muss dabei beachtet werden, dass die Lebensdauer der E-Batterie, was der höchste Kostenfaktor im Auto ist, reduziert wird. Wie das dann mit der Herstellergarantie ist, wenn die Batterie nicht nur zum Fahren benutzt wird, steht auf einem anderen Blatt.

Ausserdem muss dabei sehr überlegt und diszipliniert vorgegangen werden, da das Nutzungsszenario zum Normalbetrieb sehr unterschiedlich ist und die Batterie bei Überbeanspruchung schnell an Kapazität verlieren kann. Leute, die ein gebrauchtes E-Auto kaufen, dessen Batterie so geknechtet wurde, können, wenn sie Pech haben, mit unerwarteten Kosten und Leistungen konfrontiert werden. Hier wird dann vermutlich genauso getrickst werden, wie mit der Tachometer Manipulation bei Verbrenner Autos vor dem Verkauf.

Die neue Vehicle-to-Grid Speicherung, wo das E-Auto als Zwischenspeicher für das Stromnetz genutzt wird, ist wesentlich komplexer und hier wird die Zukunft zeigen, ob dies praxisgerecht umgesetzt werden kann. Die Idee erscheint gut zu sein, doch das Umsetzen in der Praxis wird nur mit Mühe erfolgen können, da diszipliniertes Verhalten und eine gewisse Solidarität der Benutzer von Nöten sind.

Smart Charging wird aber einfacher zu realisieren sein, da der Ladevorgang automatisiert ist, wobei der jeweils günstigste Strom zum Laden genommen wird, entweder von der PV oder aus dem Stromnetz. 

PV-Modulpreise deutscher Fabrikate bewegen sich aktuell bei 46 Eurocent pro Wattpeak (Wp), womit die elektrische Leistung eines Solarmoduls oder einer Solarzelle bei einer definierten Einstrahlung, einer definierten Zelltemperatur und einer bestimmten spektralen Zusammensetzung des Lichtes beschrieben wird. Zum Erzielen einer bestimmten elektrischen Leistung ist eine bestimmte Modulfläche notwendig. Die Grösse einer Modulfläche, die z. B. zu einer elektrischen Leistung von 100Wp führt, ist sehr stark von der betrachteten Technologie (Dünnschicht, monokristallin, polykristallin) abhängig, was ein entscheidender Faktor bei der Auswahl ist und eigentlich nur von ausgewiesenen Fachleuten richtig beurteilt werden kann.

Ob Mietmodelle, ohne Einsatz von Eigenkapital, für die Implementierung der PV-Technik einen gangbaren Kompromiss darstellen, ist eine Frage, ob man mit den langen Amortisationszeiten zufrieden ist. Wenn man einen maximalen Ertrag anstrebt, ist eine Eigenfinanzierung auf jeden Fall ratsamer, auch wenn momentan die Kreditzinsen sehr niedrig sind.

Leicht abschreckend wirkt für viele, dass sich Solaranlagen durchschnittlich erst nach 11 bis 14 Jahre, in manchen Fällen sogar erst nach 20 Jahren, monetär amortisieren. Bei einer angenommenen Betriebsdauer von über 30 Jahren ist das dennoch ein akzeptables Geschäft. Doch muss man eben 11 bis 14 Jahre lang in Vorleistung gehen. Im Geschäftsleben ist das normal, im privaten Bereich eher ungewöhnlich.

Erfreulich ist aber die energetische Amortisation, die den Zeitraum, ab dem die Photovoltaikanlage mehr Energie produziert als an Primärenergie für ihre Fertigung verbraucht wurde, meint. Die energetische Amortisation von Dünnschichtzellen ist die kürzeste. Das ist insofern naheliegend, als der Fertigungsprozess weniger aufwendig ist als bei kristallinen Zellen und auch weniger Rohstoff benötigt wird. Sie liegt je nach Wirkungsgrad zwischen 1,5 und 3,5 Jahren. Länger dauert die energetische Amortisation bei polykristallinen Solarzellen. Eine solche Photovoltaikanlage hat eine energetische Amortisation zwischen 2 und 4,5 Jahren. Am längsten dauert die Amortisation von monokristallinen Solarzellen. Dies ist auf die aufwendige Waferfertigung zurückzuführen. Hier ist mit 4 bis 6 Jahren zu rechnen. Diese Angaben wurden vom Solarportals der Photovoltaik.org entnommen.

Ab 2021 endet die garantierte Einspeisevergütung für die ersten Solaranlagen in Deutschland. Die neuen EEG-Vergütungssätze für Photovoltaikanlagen haben sich durch den starken Zubau im letzten Quartal 2021 wieder verändert, die Degression (Degressive Abschreibung von Anlagevermögen) sinkt auf 1,4%. Insgesamt wurden in den letzten 12 Monaten mehr als 3.846 Megawatt Photovoltaik-Leistung in Deutschland zugebaut. Für PV-Anlagen, die ab August 2021 bis Oktober 2021 ans Netz gehen bzw. bei der Bundesnetzagentur gemeldet werden, sinkt die Einspeisevergütung leicht.

Die Vergütungssätze lauten folgendermassen

Für Dachanlagen bis 10 kWp = 7,14 Ct/KWh

Für Dachanlagen bis 40 kWp = 6,94 Ct/KWh

Für Dachanlagen bis 100 kWp = 5,43 Ct/KWh

Anlagen auf Nichtwohngebäuden im Außenbereich, Dachanlagen und Anlagen auf Freiflächen bis

100 kWp = 4,89 Ct/KWh.

Da die Vergütungssätze durch den weiteren Ausbau der PV-Technologie weiter sinken werden, sollte man den Solarstrom nicht mehr ins öffentliche Netz einspeisen und am besten direkt im Haushalt verwenden. Es empfiehlt sich die Anlagen auf Eigenverbrauch einzustellen und sie mit einem intelligenten Energiemanager zu ergänzen, damit mehr Solarstrom selbst verbraucht werden kann. Gegebenenfalls muss hierfür der Wechselrichter geändert werden.

Zu entsorgende PV-Module gehören nicht in den Hausmüll. Anlagen aus privaten Haushalten bzw. haushaltsübliche Mengen können beim kommunalen Wertstoffhof abgegeben werden. Die Entsorgung gewerblich genutzter Solaranlagen übernehmen Dienstleister, die vom Eigentümer der Anlage beauftragt werden.

Eine gesetzlich verankerte Pflicht für die Installation von PV-Anlagen auf neuen Hausdächern und bei Sanierungen, ist weder für private Hausbesitzer und Unternehmen sicherlich nicht das, was man sich unter einer freiheitlichen Weltanschauung vorstellt und dies noch bei relativ schlechtem Kosten/Nutzenverhältnis bei zunehmend geringer werdenden Förderungen und Nutzungsentgelte durch die öffentliche Hand.

Das von der Politik propagierte und geforderte Verantwortungseigentum sollte nicht durch staatlich aufoktroyierte Zwangsmassnahmen seinen Fortbestand finden, sondern massvolle Empfehlungen seitens des Gesetzgebers müssen dafür sorgen, dass die dem Umweltschutz dienenden Initiativen mit staatlichen Anschubhilfen versehen, freiwillig und mit Überzeugung in Angriff genommen werden.

Fakt ist, dass mit menschengemachter Verteuerung der Energie das Klima nicht gerettet, sondern eher weiter zerstört wird. Wer einen politischen Klima-Amoklauf betreibt, hat einfach zu wenig Ahnung von den Kreisläufen der Ökonomie, wie Kosten/Nutzen, Erträgen, Abgaben und Investitionen. Kontraproduktive, ideologische Engstirnigkeit darf nicht zum bestimmenden Faktor werden.

„Tu erst das Notwendige, dann das Mögliche, und plötzlich schaffst du das Unmögliche“. Franz von Assisi