Thomas Sandner
Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen
Planung, Errichtung und Verkauf für den Handwerksprofi
Hüthig & Pflaum Verlag
in haltsverzeichnis
Abkürzungen und Formelzeichen ... 11
1 Einleitung und Motivation ... 15
2 Grundlagen der Photovoltaik ... 2.1 Der photovoltaische Effekt ... 2.2 Von der Solarzelle zum Photovoltaikmodul ... 24
2.2.1 Solarzellen . . . . ... 24
2.2.1.1 Allgemeines ... ... 24
2.2.1.2 Solarzellen aus Silizium ... ... 24
2.2.1.3 Solarzellen aus Verbindungshalbleitern und auf Farbstoffbasis ... 24
2.2.1.4 Aufbau und Eigenschaften ... 31
2.2.2 Verschaltung von Solarzellen . ... 43
2.2.2.1 Reihenschaltung ... 43
2.2.2.2 Parallelschaltung., ... ... 45
2.2.3 Photovoltaikmodule ... 46
2.2.3.1 Allgemeines ... 46
2.2.3.2 Grundtypen ... 46
2.2.3.3 Zertifikate bei Photovoltaikmodulen ... 49
2.2.3.4 Leistungsgarantie bei Photovoltaikmodulen ... 50
2.2.3.5 Energetische Amortisation - Energierücklaufzeit ... 52
2.2.3.6 Umweltverträglichkeit und Recycling ... 53
3 Photovoltaikanlagen ... 55
3.1 Grundsätzlicher Aufbau und Wirkungsweise ... 55
3.1.1 Netzgekoppelte Anlagen ... 55
3.1.2 Inselanlagen ... 58
3.2 Komponenten einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage ... 60
3.2.1 Der Photovoltaikgenerator und seine Montage am Gebäude ... 60
3.2.1.1 Allgemeines ... 60
8 Inhaltsverzeichnis
3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.4 3.2.1.5 3.2.1.6 3.2.1.7 3.2.1.8 3.2.2 3.2.2.1 3.2.2.2 3.2.2.3 3.2.2.4 3.2.2.5 3.2.3 3.2.3.1 3.2.3.2 3.2.4 3.2.5 3.2.5.1 3.2.5.2 3.2.5.3 3.2.5.4 3.2.5.5 3.2.5.6 3.2.5.7 3.2.5.8 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.3 3.4
Baurechtliche Aspekte ... 61
Arbeitssicherheit ... 63
Steildachmontage als dachparallele Aufständerung ... 64
Steildachmontage als dachintegriertes System ... 70
Flachdachmontage ... 72
Montage an der Fassade ... 79
Montage als Lichtdach ... 81
Verkabelung und Bauteile auf der Gleichstromseite ... 83
Allgemeines ... .. 83
Sperr- oder Strangdioden ... 84
Generatoranschlusskasten, Gleichstrom- hauptleitung und Strangsicherungen ... 85
Kabel und Leitungen ... Gleichstromhauptschalter (DC-Freischalter) ... 94
Erdung und äußerer Blitzschutz ... ... 95
Maßnahmen zum Schutz vor direkten Blitzeinschlägen ... ... 97
Berührungsschutz auf der Gleichstromseite ... 98
Wechselrichter . . . ... 99
Allgemeines ... 99
Auslegung und Anpassung ... Besondere Anforderungen infolge der Netzkopplung ... 104
Dreiphasige verkettete Unterspannungsauslösung ... 105
Selbsttätige Freischaltstelle (ENS) ... 107
Elektromagnetische Verträglichkeit und Geräusch- entwicklung ... 110
Anforderungen an einen Wechselrichter ... Wechselrichterkonzepte ... 110
Berührungsschutz auf der Wechselstromseite ... 119
Verkabelung und Bauteile auf der Wechsel- stromseite ... 120
Innerer Überspannungsschutz ... 121
Anschluss an das Stromnetz ... 122 Praktischer Aufbau einer aufgeständerten
Photovoltaikanlage an einem Steildach mit Stringtechnoloeie im Netzparallelbetrieb ...
4 Ortstermin und Auswahl der geeigneten Generatorfläche ... 131
4.1 Vorbereitung ... 131
Ausrichtung und Neigung der Generatorfläche ... 132
4.2 4.3 Energieertrag ... ... 135
4.4 Einfluss und Auswirku n von Verschattungen 4.5 4.6 auf der Generatorfläche ... 135
Einfluss von Verschmutzungen oder Schnee auf der Generatorfläche ... 141
Weitere relevante Aspekte beim Ortstermin ... 5 Rechnet sich eine Photovoltaikanlage? ... 143
5.1 5.2 Bezugsmöglichkeiten für Photovoltaikkomponenten 5.3 Kosten und Preise bei Photovoltaikanlagen ... 143
und Hinweise für den Einkauf ... 146
Fragen zur Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik- anlagen bei Kunden ... 148
6 Marketing bei Photovoltaikanlagen ... 153
6.1 6.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.4.6 6.4.7 6.4.8 Allgemeines ... 153
Beratung des Kunden und Angebotsunterlagen ... 155
Unterstützung und Motivation für eine Photovoltaikanlage ... 155
Bindung zum Kunden und Angebotsunterlagen . . . 158
Qualitätssicherung bei Photovoltaikanlagen ... 159
Allgemeines ... 157
Qualitätsaspekte bei der Auswahl von Komponenten . . . ... 161
Überprüfung der Anlage nach der Fertigstellung ... 162
Abnahme der Leistung und Vertrag gegenüber dem Kunden ... 163
Dokumentationsunterlagen zur Anlage ... 164
Einweisung des Kunden in die Anlage ... 165
Kontrolle und Wartung der Anlage ... 166
Werbung ... Technische Qualität der Gesamtanlage ... 160
10 Inhaltsverzeichnis
7 Förderprogramme ... 169 7.1 Allgemeines ... 169 7.2 Gesetz für den Vorrang für die Erneuerbaren
Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG)
und Photovoitaikanlagen ... 171 7.3 100 000-Dächer-Solarstrom-Programm ... 174 Anhang ...
Anhang 1 : Anhang 2:
Anhang 3:
Anhang 4:
Anhang 5:
Anhang 6:
Anhang 7:
... 177 Typische Fragen und Antworten
zur Photovoltaik ... 179 Beispiel für einen Datenerfassungsbogen
(Steildach) ... 179 Beispiel für ein lnbetriebnahmeprotokoll ... 180 Messprotokoll für die Energieerträge ... 184 Software-Hilfsmittel und spezielle Werkzeuge
für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen ... 185 Adressen und Ansprechstellen im lnternet ... 193 Informationen und Richtlinien zu Förderungen .... 196 Literatur ... 197 Relevante Normen und Vorschriften ... 201 Register ... 203
