IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 8/2002, Seite 67 ff
ELEKTROTECHNIK/PHOTOVOLTAIK
Photovoltaik: Moderne Haustechnik
Strom aus Sonnenlicht ergänzt Solarthermie und Klempnerei
Wolfgang Heinl*
Die Montage von Photovoltaik-Anlagen hat nur zum Teil mit Elektrotechnik zu tun. Als Ergänzung zu Solarthermie und Klempnerei bietet die Stromerzeugung aus Sonnenlicht ein interessantes Betätigungsfeld für SHK-Betriebe.
Viele SHK-Unternehmen haben sich von Firmenlogos getrennt, in denen sich Buchstaben zu Heizkörpern, Wasserwellen oder Gasflammen gewunden hatten. Das Leistungsangebot wird immer häufiger mit Begriffen wie "Moderne Haustechnik" präsentiert. Damit sind nicht nur schöne Bäder und sparsame Heizungen gemeint, sondern auch erneuerbare Energien. Viele Installateure und Heizungsbauer haben den Einsatz dieser Technologien zum wichtigsten Geschäftsfeld ausgebaut.
| Solarstrom aus einer Photovoltaik-Anlage ist für private Bauherrn rentabel. Mit Hilfe des 100.000-Dächer-Programms der Bundesregierung kann diese zu verbilligtem Zinssatz finanziert werden. Bild: Pro Solar |
Mehr auf dem Dach als im Keller
Zu den erneuerbaren Energien zählt auch der elektrische Strom, der aus Sonnenlicht gewonnen werden kann. Um das Sonnenlicht einzufangen, werden Solarmodule auf das Hausdach montiert. Das erklärt, weshalb Photovoltaik-Interessenten wohl zuerst ihren SHK-Fachmann ansprechen werden. Aus der Sicht energiebewusster Kunden steht Photovoltaik in einer Reihe mit Solartechnik, Holzheizungen, Regenwassernutzung und kontrollierter Wohnraumlüftung.
Starke Nachfrage an regenerativer Energietechnik
"Die Impulse für die Nachfrage kommen von den potenziellen Kunden selbst oder von Fachleuten, die die Zeichen der Zeit erkannt haben", sagt Daniel Köpf, Leiter Marketing und PR bei Pro Solar Solarstrom GmbH in Ravensburg. Dieses Unternehmen führt als Großhändler die Solarmodule des Herstellers BP Solar. Die belieferten Fachhandwerksbetriebe können Systempartner werden und erhalten von Beratung über Auslegung bis Verkauf komplette Unterstützung durch das Unternehmen.
| Solararchitektur: Diese Dachflächen werden für Solarthermie und Photovoltaik genutzt. |
Photovoltaik-Systeme können Installateure auch über ihren Sanitär- und Heizungs-Fachgroßhandel beziehen. "Wir bieten dem Fachgroßhandel Photovoltaik-Systempakete von ein bis fünf kWp an", sagt Dietmar Lange, Elektro-Ingenieur bei Ikarus Solar AG. Schulungsprogramme für Photovoltaik wurden konzipiert und es konnten bereits über 2.000 Heizungsbauern die Grundlagen der Photovoltaik vermittelt werden.
Das Prinzip einer Photovoltaik-Anlage ist leicht verständlich: Aus der Lichtenergie der Sonneneinstrahlung entsteht in den Zellen der Solarmodule elektrische Energie. Der Gleichstrom wird über Kabel zum Wechselrichter geführt und dort in Wechselstrom umgewandelt. Die Primärleistung der Modulflächen wird in Wp (Watt peak) angegeben. Photovoltaik-Anlagen für Wohnhäuser und gewerblich genutzte Gebäude werden überwiegend als netzgekoppelte Anlagen gebaut. Der erzeugte Strom wird gesamt in das Versorgungsnetz eingespeist. Hierfür muss ein zusätzlicher Einspeise-Stromzähler installiert werden. Das interessanteste Argument für diese Technik ist die nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) garantierte Einspeisevergütung. Für eingespeisten Strom aus FV-Anlagen, die 2002 ans Netz gehen, erhalten Betreiber dadurch 0,48 EUR/kWh vom Energieversorgungsunternehmen.
Enormes Marktpotenzial
Diese Vergütung wird für den solar erzeugten Strom gewährt, der gerade nicht selbst genutzt wird. Umgekehrt wird Strom zum normalen Tarif aus dem EVU-Versorgungsnetz bezogen, wenn der augenblickliche Bedarf höher ist als der vom Dach gelieferte Sonnenstrom.
Nach Meinung von Hermann Fetscher, Inhaber des SHK-Fachbetriebs Aqua und Solar im oberschwäbischen Unterwaldhausen, müsste in der Branche am Photovoltaik-Markt Goldgräberstimmung herrschen. Sein Unternehmen steht ganz im Zeichen der ökologischen Haustechnik. "Die Kunden haben zurzeit starkes Interesse an regenerativer Energietechnik. Gerade in einer ländlich strukturierten Umgebung sehe ich hierfür sogar Auftragssicherheit. Die Photovoltaik bietet ein enormes Potenzial, mehr als zum Beispiel Wellness-Bäder", sagt Fetscher. Und ermahnt gleichzeitig seine Branchenkollegen, mehr auf erzielbare Erträge zu achten: "Nur darf die Branche nicht gleich wieder mit Preiskampf anfangen und Photovoltaik als Discount-Produkt handeln."
Installateur und Photovoltaik
Genauso, wie ein Teil der Photovoltaik-Interessenten wie selbstverständlich zum SHK-Fachmann geht, fragen andere kopfschüttelnd: "Ja wie - der Installateur macht Photovoltaik? Das ist doch Arbeit für den Elektriker." Das stimmt teilweise. Das SHK-Handwerk hat aber gute Gründe, Photovoltaik als Geschäftsfeld zu erschließen:
- Der Installateur ist seit jeher der Fachmann für Arbeiten am Dach im Zusammenhang mit Wasser oder Energie. Photovoltaik-Anlagen zu installieren, ist die naheliegende Ergänzung zu Solartechnik und Klempnerei.
- Montagetechnisch hat eine FV-Anlage zunächst weniger mit Elektroinstallation zu tun. Der wesentliche Teil der Technik zur Stromgewinnung aus Sonnenlicht ist, die Solarmodule auf dem Dach zu montieren. Und dies hat sehr große Ähnlichkeit mit der Montage von Sonnenkollektoren für Solarthermie.
Überraschenderweise herrscht bei Photovoltaik derzeit noch kein auffälliger Wettbewerb zwischen SHK und Elektro. Es ist möglich, dass die Elektroinstallateure noch mit ihren relativ neuen Geschäftsfeldern der Informationstechnologie und Telekommunikation sehr beschäftigt sind. Es ist aber nur eine Frage der Zeit, deshalb sollte sich das SHK-Handwerk den Vorsprung am Markt sichern. Daniel Köpf nennt dafür noch einen weiteren Grund: "Auch die Dachdecker befassen sich schon damit", gibt er zu bedenken.
| Hochhausfassade in Berlin: In Europa ist dies die bisher größte Photovoltaik-Anlage an einem Wohngebäude. |
Imagesache für Hausbesitzer
Interesse und Kaufentscheidung für ökologische Haustechnik haben emotionale Grundlagen, aber auch die Vernunft entscheidet: "Es zählen sowohl wirtschaftliche Aspekte als auch der ökologische Anspruch. Solartechnik und Photovoltaik haben sich gesellschaftlich etabliert", so Köpf. Nicht zuletzt wohl auch dank der optischen Wirkung. Solarkollektoren und -module zeigen sich am Hausdach nicht nur als sichtbare Technik. Sie repräsentieren schließlich auch, dass deren Eigentümer eine umweltbewusste Einstellung hat - und sich diese auch leisten kann.
Info |
Das Prinzip einer Photovoltaik-Anlage mit Netzeinspeisung: Die wesentlichen Bestandteile der Anlage sind
Die Photovoltaikmodule wandeln das auftreffende Sonnenlicht in Gleichstrom um. Auch diffuses Licht bei bedecktem Himmel reicht aus. Der Wechselrichter wandelt die Modulgleichspannung in netzsynchrone Wechselspannung (230 V~/50 Hz) um.Auslegungs-Grunddaten für Photovoltaik-Anlagen:
Bei der Anlagenplanung sollte darauf geachtet werden, dass die Solarmodulfläche nicht oder möglichst wenig verschattet wird. Förderprogramme der Bundesregierung: 100.000-Dächer-Programm und Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): Für das 100.000-Dächer-Programm sind alle Privatpersonen, Vereine, private Stiftungen, Wohnungsbaugesellschaften, Selbstständige und Unternehmen mit maximal 250 Mitarbeitern antragsberechtigt. Es sollen 100.000 Photovoltaik-Anlagen mit einer durchschnittlichen Größe von 3 kWp, also gesamt 300 MWp, gefördert werden. Gefördert wird die Errichtung oder Erweiterung von Photovoltaikanlagen ab einer Spitzenleistung von 1 kWp. Von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) wird ein zinsverbilligtes Darlehen gewährt. Die Förderkonditionen sind:
Nähere Informationen sind direkt bei der Kreditanstalt für Wiederaufbau erhältlich: KfW Informationszentrum Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) garantiert für den ins Versorgungsnetz eingespeisten Solarstrom 20 Jahre lang eine Vergütung, die vom Netzbetreiber (EVU) an den Betreiber der Photovoltaikanlage gezahlt wird. Die Vergütungssätze werden jährlich um 5% verringert: Vergütung: bis 31.12.2001 0,99 DM/kWh (0,506 EUR/kWh) @ Internetinformationen: www.pro-solar.com |
*) Lt. Auskunft der KfW können sich die Beträge ändern (Stand der Informationen: 21.01.2002). |
Strom auch bei bedecktem Himmel
Der Begriff Photovoltaik bedeutet, dass Sonnenlicht in elektrische Spannung gewandelt wird. Kollektoren für Solarthermie nutzen dagegen die Lichtenergie zur Wärmegewinnung.
Zur Stromgewinnung reicht nach Angaben der Modul-Hersteller auch diffuses Licht bei Bewölkung aus. Die Energieausbeute fällt dabei natürlich geringer aus als bei strahlendem Sonnenschein vom blauen Himmel. Photovoltaik-Module bestehen aus mehreren Solarzellen aus speziell behandeltem Silizium mit einer Größe von je etwa zehn mal zehn Zentimeter. Mit gehärteten Front-Glasscheiben und stabilen Aluminiumrahmen versehen, weisen Solarmodule ein Gewicht von zehn bis 15 kg/m2 auf und sind damit im Vergleich zu Solarkollektoren sehr leicht.
| Anfang 2000 wurde mit dem Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) die Vergütung für die Einspeisung von Solarstrom von 16,5 auf 99 Pf/kWh (0,51 E/kWh angehoben. Die Zahl der installierten Photovoltaik-Anlagen ist seitdem sprunghaft gestiegen. |
Schnelle Montage durch Systempakete
Der wesentliche Teil der Installation ist die Montage der Solarmodule auf dem Dach. Zur Befestigung enthalten die Pakete Profilschienen-Systeme samt allen Verbindungsteilen. Photovoltaikmodule werden hauptsächlich als Auf-Dach-Anlagen montiert. Wichtig ist ausreichende Hinterlüftung, um die durch Sonneneinstrahlung erzeugte Wärme abzuführen. Die einzelnen Module werden mit Hilfe werkseitig vorinstallierter Kabel und Anschlussdosen untereinander in Reihenschaltung verkabelt. Um hier Fehler auszuschließen, liefern die Hersteller Schaltbilder für die Systemverkabelung mit.
Ein wichtiges Detail: Das Gleichspannungskabel muss durch die Dachkonstruktion geführt werden, damit es im Inneren des Gebäudes an den Wechselrichter angeschlossen werden kann. Für die Durchdringung sind aufgrund der Vielzahl verschiedener Dacheindeckungen keine vorgefertigten Bauteile erhältlich. "Das Kabel wird durch einen normalen Lüftungsziegel hindurchgeführt, oder man bricht von einem Ziegel eine Nase ab", erklärt Josef Lenard, Verkaufsleiter bei Ikarus Solar.
Die letzte Station vor der Netzeinspeisung ist der Wechselrichter. Aufgabe dieses Geräts mit den Abmessungen eines kleinen Schaltkastens ist, den ankommenden Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.
| Funktionsprinzip netzgekoppelter Photovoltaikanlagen: Aus Sonnenlicht gewonnene elektrische Energie gelangt über Wechselrichter und Energiestromzähler in das Versorgungsnetz. |
Elektroinstallateur notwendig
Bis hierhin ist Photovoltaik für den SHK-Fachmann reine Montage- und Verlegesache. Der Anschluss des Wechselrichters an die elektrische Versorgung und an den Einspeise-Stromzähler darf nur von einem zugelassenen Elektriker vorgenommen werden. Die Elektro-Firma muss dafür beim EVU als Vertragsinstallationsunternehmen eingetragen sein. Hinzu kommt, dass noch weitere elektrotechnische Bauteile notwendig sein können. So kann zwischen Wechselrichterausgang und Netz eine Spannungsanpassung erforderlich sein.
Wichtig für diese Schnittstelle ist die gut funktionierende Koordination zwischen SHK- und Elektro-Fachbetrieb. Häufig bestehen hier ohnehin Kooperationsverhältnisse, da sehr viele Bauteile in Heizungs- und Sanitäranlagen erst durch die Arbeit des Elektro-Installateurs in Betrieb gesetzt werden können.
| Sparrenanker: Bei Photovoltaik-Systempaketen ist vorgefertigtes Befestigungsmaterial im Lieferumfang enthalten. |
100.000-Dächer-Programm und Erneuerbare-Energien-Gesetz
Photovoltaik ist für Bauherren und Eigentümer von Gebäuden finanziell attraktiv. Im Rahmen des CO2-Minderungsprogramms wurden gesetzliche Grundlagen zur Förderung und Anlagenfinanzierung geschaffen. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) bietet die Finanzierung über ein zinsverbilligtes Darlehen an. Über eine Laufzeit von zehn Jahren wird ein fester Zinssatz von derzeit 1,9% gewährt.
Noch interessanter ist für den Betreiber, dass seine FV-Anlage zur Einnahmequelle wird. Über die Netzeinspeisung liefert dieser den Solarstrom an das Versorgungsunternehmen. Wird die Anlage im Jahr 2002 in Betrieb genommen, erhält der Betreiber hierfür 20 Jahre lang eine garantierte Vergütung von 0,48 EUR pro kWh. Möglich ist dies durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), das im April 2000 laut Beschluss der Bundesregierung in Kraft getreten ist. Damit wird den erneuerbaren Energien im Rahmen der nationalen Klimaschutzstrategie per Gesetzgebung Vorrang eingeräumt. "Nach In-Kraft-Treten dieses Gesetzes wurde die Kreditanstalt für Wiederaufbau mit Anträgen überhäuft", sagt Dietmar Lange.
| Stromzähler zur Ermittlung der eingespeisten Energie in das öffentliche Stromnetz. Bild: Pro Solar |
Photovoltaikanlagen sind bereits ab 1 kWp rentabel. Dies entspricht einer Modulfläche von etwa zehn Quadratmetern. Die KfW fördert die Finanzierung von Photovoltaik-Anlagen bereits ab einer Leistung von 1 kWp. Für viele private Bauherren bildet dies zusammen mit der Solarstrom-Vergütung den Anreiz für die Investition. Die erste Anlaufstelle ist die Hausbank, die dabei als durchleitendes Institut agiert und den Fördermittel-Antrag an die KfW weiterleitet. Von zehn Jahren Kreditlaufzeit sind die ersten beiden Jahre tilgungsfrei. Der Antragsteller muss dabei gegenüber seiner Hausbank Sicherheiten erbringen. Häufig ist dies jedoch mit einem Grundbucheintrag verbunden, was manche Interessenten letztlich abhalten könnte. Als Alternative bieten einige Solarunternehmen auch Finanzierungsprogramme an.
Wenig bekannt: Kommunaler Zuschuss
Darüber hinaus gibt es nach Angabe vom Bundesverband für Solarenergie eine große Anzahl regionaler Fördermaßnahmen. Photovoltaikanlagen werden von vielen Gemeinden, Kommunen oder Stadtwerken zusätzlich bezuschusst. "Die Anfrage bei der Kommune oder beim EVU kann sich lohnen", so Lange.
Solarstrom macht sich bezahlt
Die Wirtschaftlichkeitsberechnung einer von Pro Solar installierten Musteranlage mit 5 kWp Leistung ergibt eine Amortisationsdauer von 16 Jahren.
Einfamilienhaus-Anlagen werden durchschnittlich mit einer Solarleistung bis 5 kWp installiert, die Amortisationszeit wird mit 13 bis 15 Jahren angegeben. Private Investoren werden an diesem Punkt ihre Entscheidung gründlich überlegen. Das eingesetzte Kapital wird jedoch durch die Stromvergütung mindestens wieder erwirtschaftet. Die Lebensdauer von Solarmodulen wird von den Herstellern mit mindestens 25 Jahren angegeben. So kann über die Amortisationszeit hinaus auch noch ein Überschuss erzielt werden.
Nachfolge-Förderprogramm?
Das 100.000-Dächer-Programm läuft dann aus, wenn die zur Verfügung gestellten Mittel verbraucht sind. Dies könnte bereits Ende 2003 der Fall sein, wenn die Entwicklung anhält. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) garantiert die Vergütung für eingespeisten Solarstrom über einen Zeitraum von 20 Jahren.
Sicher werden viele potenzielle Photovoltaikkunden ihren Fachbetrieb oder Finanzierungspartner fragen, wie das KfW-Finanzierungsprogramm nach Ablauf aussieht. Doch ist derzeit offiziell noch kein Nachfolge-Programm in Sicht, wie der Bundestagsabgeordnete Hans-Josef Fell erläutert: "Für die Zeit nach dem 100.000-Dächer-Programm gibt es noch keine konkreten Beschlüsse. Völlig unstrittig ist es aber in den beiden Bundestagsfraktionen SPD und Bündnis90/Die Grünen, dass es eine Nachfolgeregelung geben muss, die ähnlich erfolgreich ist wie das 100.000-Dächer-Programm in Verbindung mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz. An verschiedenen Modellen wird zur Zeit gearbeitet."
*) Wolfgang Heinl, Betriebswirt des Handwerks, Sanitärtechniker, Wangen.
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