Anschaffungskosten und Amortisationszeit

Eine Photovoltaik-Anlage benötigt ca. 8–9m² Fläche pro Kilowatt Leistung. Die Kosten sind u. a. abhängig von Art und Qualität der Komponenten. Als Faustregel gilt: Pro Kilowatt Leistung ist derzeit mit Anschaffungskosten für eine schlüsselfertige Anlage von 1700 bis 2300 Euro zu rechnen.

Die Einspeisevergütung für Photovoltaikanlagen regelt das Erneuerbare Energien Gesetz EEG. Am 27.10.2011 hat die Bundesnetzagentur die neuen Vergütungssätze für 2012 bekannt gegeben. Die Einspeisevergütung sinkt demnach um 15 Prozent zum 01.01.2012. Photovoltaikanlagen werden in Deutschland durch verschiedene staatliche Maßnahmen gefördert.

Die Erzeugung von Strom aus Photovoltaik wird in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz mit Einspeisevergütungen gefördert. Das Rheinisch-Westfälische Institut für Wirtschaftsforschung (RWI) berechnete im Jahr 2007, dass die Förderung von Solarstrom durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz bis 2020 insgesamt 63 Mrd. Euro kosten wird,

Betreiber von Photovoltaikanlagen beziehen Einkünfte aus Gewerbebetrieb und müssen mit der Einkommensteuererklärung die Anlage G abgeben. Erst ab einer Leistung von 30 kWp ist eine Gewerbeanmeldung Pflicht. Bei Empfängern von Arbeitslosengeld 2 (ALG2) ist zu berücksichtigen, dass die Einkünfte den ALG2-Betrag mindern.

Weltweites Potenzial

Sehr viel besser als in Deutschland ist das weltweite Potenzial der Photovoltaik. Aufgrund der hohen Einstrahlungsdichte und den damit verbundenen deutlich höheren Energieertragswerten lassen sich in Chile (2400 kWh/kWp/Jahr), Kalifornien (2150 kWh/kWp/Jahr), Australien (2300 kWh/kWp/Jahr) oder Indien (2200 kWh/kWp/Jahr) deutlich günstigere Stromgestehungskosten erzielen.

Die als Licht und Wärme auf die Erdatmosphäre auftreffende Menge an Sonnenenergie beträgt jährlich 1,5 × 1018 kWh; dies entspricht in etwa dem 15.000-fachen des gesamten Primärenergieverbrauchs der Menschheit im Jahre 2006 (1,0 × 1014 kWh/Jahr). Der Lichtenergieeintrag durch die Sonne beträgt pro Jahr etwa 1,1 × 1018 kWh, wird aber noch durch die Atmosphäre, insbesondere durch Wolken, reduziert.

Die Nennleistung von Photovoltaikanlagen wird häufig in der nicht-wissenschaftlichen Schreibweise Wp (Watt Peak) oder kWp angegeben. „Peak“ (engl. Höchstwert, Spitze) bezieht sich auf die Leistung bei Testbedingungen. Sie dienen zur Normierung und zum Vergleich verschiedener Solarmodule. Die elektrischen Werte der Bauteile, unter diesen Bedingungen, werden in Datenblättern angegeben.

Die Umweltauswirkungen bei der Silizium-Technologie und bei der Dünnschichttechnologie sind die typischen der Halbleiterfertigung, mit den entsprechenden chemischen und energieintensiven Schritten. So ist der sensibelste Punkt bei der Silizium-Technologie die Reinstsiliziumproduktion, aufgrund des hohen Energieaufwandes und dem Aufkommen an Nebenstoffen.

Photovoltaik-Anlagen zählen genauso wie die Anlagen aus dem Teilbereich der Solarthermie zu den Solaranlagen. Der Unterschied liegt darin, dass mit Hilfe von Photovoltaik-Anlagen die Solarenergie in Strom umgewandelt wird. Solarthermie-Anlagen nutzen die Solarenergie zum Heizen bzw. zur Warm­wasseraufbereitung.

Der photoelektrische Effekt wurde bereits im Jahre 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt. 1876 wiesen William G. Adams und Richard E. Day diesen Effekt auch bei einem Selenkristall nach. 1905 gelang es Albert Einstein, den Photoeffekt richtig zu erklären, wofür er 1921 den Nobelpreis für Physik bekam.

Solarmodule erzeugen Gleichstrom mit einer niedrigen Spannung. Die meisten elektrischen Energieverbraucher sind auf Wechselstrom (zum Beispiel im Haushalt 230 V, 50 Hz) angewiesen, da das Energieversorgungssystem aus verschiedenen technischen Gründen (Leitungsverluste, Transformatoren, Drehstrommotoren und Sicherheit) in Wechselstromtechnik gebaut wurde.

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