Planung von Photovoltaik-Anlagen (eBook)

Dipl.-Ing. Frank Konrad, selbstständig seit 2001, Planungsbüro für erneuerbare Energien

Vorwort 6
Inhalt 8
1 Grundlagen 10
1.1 Sonnenstrahlung 13
1.1.1 Standort/Ausrichtung 16
1.2 Generator/Module 19
1.2.1 Standard- oder Sonderlösungen 22
1.2.2 Kühlung und Hinterlüftung 26
1.2.3 Belastbarkeit und Begehbarkeit 26
1.3 Wechselrichter 26
1.3.1 Installation (Wechselrichter) 27
1.3.2 Kabelführung 28
2 Förderungen/Genehmigungen 30
2.1 Genehmigungen 30
2.2 Förderungen 30
2.2.1 Einspeisevergütung 30
2.2.2 Kreditfinanzierung 33
2.3 Steuern/Abschreibung 38
2.4 Energie-Einspeise-Gesetz (EEG) 2005 40
3 Investition 42
3.1 Anschaffung 42
3.2 Nutzung von Synergien 43
3.3 Betriebskosten 43
3.3.1 Wartung 44
3.3.2 Versicherung 45
4 Bauliche Anforderungen 48
4.1 Entwürfe zur Nutzung der Globalstrahlung 48
4.2 Installation 55
4.2.1 Flachdach 56
4.2.2 Fassade 60
4.2.3 Freiflächenanlagen 74
4.2.4 Nachgeführte Solar-Systeme 75
4.3 Blitzschutz 78
4.3.1 Brandschutz 79
4.3.2 Diebstahlschutz 80
4.3.3 Wärme- und Feuchteschutz 80
4.4 Anlagen-Dimensionierung 80
4.5 AVA 81
5 Wirtschaftlichkeit 94
5.1 Systemleistung 94
5.1.1 Wirkungsgrad 94
5.1.2 Nennleistung 95
5.1.3 Performance Ratio 95
5.2 Amortisationsberechnungen 96
5.3 Checkliste zur Errichtung einer Photovoltaikanlage 107
6 Schlussbetrachtung und Ausblick 110
7 Anhang 111
7.1 Musterverträge 111
7.1.1 Stromeinspeisungsvertrag 111
7.1.2 Wartungsvertrag 119
7.1.3 Nachunternehmervertrag 125
7.1.4 Projektsteuerervertrag 131
7.1.5 Dachflächennutzungsvertrag 143
Abkürzungsverzeichnis 150
Quellennachweis 152
Literaturverzeichnis 156
Verzeichnis der Begriffe und Definitionen 158
Sachwortverzeichnis 164

3.2 Nutzung von Synergien (S. 34-35)

Solare Systeme eignen sich hervorragend zur späteren Nachrüstung bzw. zum Einbau in bestehende Bauteile. So kann z. B. bei einer Dachsanierung ein „Indach-System" verwendet werden. In diesem Fall übernimmt der Generator die Funktion der Dachhaut. Eben eingebaut ergibt sich auch optisch ein reizvolles Bild, da keinerlei Aufbauten auf dem Dach zu erkennen sind. Die Einsparung der Dachdeckung rechtfertigt den in der Regel höheren Montageaufwand. Es ist jedoch darauf zu achten, dass Module, die in eine Dachkonstruktion integriert werden, oftmals einen schlechteren Wirkungsgrad haben. Dieses sollte vorher berechnet werden.

3.3 Betriebskosten

Auch wenn Photovoltaikanlagen in erster Linie Strom erzeugen, der in das öffentliche Netz eingespeist werden kann, verursachen die Anlagen auch Betriebskosten. Zu den Betriebskosten zählt man:

* Versicherungen
Eine Haftpflichtversicherung sollte jeder Anlagenbetreiber abschließen. Zu groß sind die Risiken vor Folgeschäden an Fremdpersonen z. B. wenn sich ein Modul bei Sturm von der Dachkonstruktion löst. Eine Vollkaskoversicherung ist empfehlenswert.
Hierbei sind Diebstahl, Ertragsausfall, Beschädigung und dergleichen mitversichert. Somit ist die Finanzierung bei 100% Fremdkapital gesichert und der Anlagenbetreiber braucht sich darüber keine Gedanken zu machen. Eine Liste in der die führenden Versicherungsgesellschaften für Photovoltaik- Anlagen aufgeführt sind, ist im Anhang zu finden.

* Reinigung Bei einer flachen Modulanordnung von unter 10° entfällt der Selbstreinigungseffekt. Aber auch bei Fassadenintegration oder in Ballungsgebieten mit starker Staubbildung sollten die Reinigungskosten unbedingt in der Wirtschaftlichkeitsberechnung Beachtung finden.

* Reparatur Normalerweise sind Photovoltaik-Anlagen wartungsarm. Lediglich die Wechselrichter beinhalten ein Verschleißteil – die Kondensatoren. Je nach Auslastung und Dimensionierung ist deren Lebenserwartung unterschiedlich. Möglicherweise halten sie 20 Jahre. Man sollte jedoch einen einmaligen Austausch innerhalb dieser Periode als Kalkulationsgrundlage miteinplanen.

Eine Garantieverlängerung auf 20 Jahre ist in der Regel nicht wirtschaftlich, eine Garantieverlängerung auf 10 Jahre ist sinnvoll. Eigenstromverbrauch durch Wechselrichter, Trafostationen o. Ä. Sollten Großanlagen realisiert werden, ist der Eigenstromverbrauch der Trafostation zu berücksichtigen.

Bei 500 kWp Anlagengröße kann bei einem Trafo der permanente

* Eigenstromverbrauch schnell bei 600 – 800 Watt liegen. 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr, 20 Jahre lang. Es sollte die Überlegung einer Dämmerungsabschaltung der Trafostation überdacht werden. Bei „Haushaltsüblichen" Wechselrichterkonzepten ist dieses Parameter nicht so ausschlaggebend. Im Allgemeinen sollte man 1 % der Investitionskosten als Betriebskosten kalkulieren. Rücklagenbildung für eventuelle Reparaturen sind dabei inbegriffen.

3.3.1 Wartung

Reinigung
Eine Reinigung der Generatoren ist im Allgemeinen nicht erforderlich. Eine Selbstreinigung tritt mit einer Modulneigung von 10° ein. Sollten die Module in einem flacheren Winkel z. B. als Vordach installiert werden, ist eine Neigung von 3° zu verwenden, um Schwellwasserbildung zu vermeiden. Staub und Pollen werden dann vom Regen abgewaschen (Selbstreinigung). Bei starker Verschmutzung wird eine Rei-nigung mit viel Wasser (Wasserschlauch) ohne Reinigungsmittel und mit einem schonenden Reinigungsgerät (Schwamm) empfohlen. Auf keinen Fall darf der Schmutz trocken abgekratzt oder abgerieben werden, da hierdurch Mikrokratzer entstehen.

Befestigungselemente
Befestigungselemente und Gestelle für Module/Laminate sollten etwa im 2-Jahres- Intervall per Sichtprüfung auf Funktion und Korrosion kontrolliert werden. Kabel Die Kabel sollten im gleichen Rhythmus wie das Gestell auf Beschädigungen und auf ordnungsgemäße Verbindungen geprüft werden. Wechselrichter Es wird empfohlen, Wechselrichter regelmäßig, etwa monatlich, zu kontrollieren. Dazu genügt ein kurzer Blick auf die Kontrolleinheit.