Photovoltaik

 


Oktober bei Dezember und Neujahr geschlossen. In Österreich lag der Preis für Photovoltaikanlagen im Jahr durchschnittlich bei Euro je kW p und somit deutlich über dem in Deutschland im selben Jahr durchschnittlich zu zahlenden Preis von Euro je kW p.

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In vielen Ländern ohne flächendeckendes Stromnetz ist die Photovoltaik eine Möglichkeit, elektrischen Strom preisgünstiger zu erzeugen als z.

Auch die Einbindung von Photovoltaikanlagen und Solarbatterien in bestehende Inselnetze stellt eine Möglichkeit dar, die Kosten der Energieproduktion deutlich zu verringern. Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen momentan erzeugter elektrischer Leistung und eingestrahlter Lichtleistung.

Je höher er ist, desto geringer kann die Fläche für die Anlage gehalten werden. Beim Wirkungsgrad ist zu beachten, welches System betrachtet wird einzelne Solarzelle, Solarpanel bzw. Laderegler und Akkus und Verkabelung. Der Ertrag von Solarmodulen ist zudem auch temperaturabhängig.

Die mit Solarzellen erzielbaren Wirkungsgrade werden unter standardisierten Bedingungen ermittelt und unterscheiden sich je nach verwendeter Zelltechnologie. Besonders hohe Wirkungsgrade werden von Mehrfachsolarzellen mit Konzentrator erreicht; hier wurden im Labor bereits Wirkungrade bis ca. Allerdings begrenzt bei einer solchen Reihenschaltung stets die Zelle mit dem geringsten Strom den Gesamtstrom der Gesamtanordnung.

Alternativ wurde die Parallelschaltung der optisch hintereinander angeordneten Solarzellen in Duo-Schaltung für Dünnschichtzellen aus a-Si auf dem Frontglas und CIS auf dem Rückseitenglas demonstriert. Ein Vorteil dieser Technik ist, dass mit einfachen und günstigen optischen Einrichtungen die Solarstrahlung auf eine kleine Solarzelle gebündelt werden kann, die der teuerste Teil einer Photovoltaikanlage ist.

Nachteilig ist hingegen, dass konzentrierende Systeme wegen der Lichtbündelung zwingend auf Nachführsysteme und eine Kühleinrichtung für die Zellen angewiesen sind. Heutige Solarmodule absorbieren einen Teil des Sonnenlichts nicht, sondern reflektieren es an ihrer Oberfläche. Daher werden sie in der Regel mit einer Antireflexionsschicht ausgestattet, die die Reflexion bereits stark vermindert. Schwarzes Silicium vermeidet diese Reflexionen fast vollständig.

Real liegt der Modulwirkungsgrad auch bei unverschatteten Anlagen durch Erwärmung, niedrigere Einstrahlung etc. Die Performance ratio ist immer ein Jahresdurchschnittswert. Beispielsweise liegt die PR an kalten Tagen über dem Durchschnitt und sinkt vor allem bei höheren Temperaturen sowie morgens und abends, wenn die Sonne in einem spitzeren Winkel auf die Module scheint.

Bei Anlagen auf Tierställen von landwirtschaftlichen Betrieben sind auch höhere Verluste möglich, wenn Schmutz aus Lüftungsschächten auf der Anlage abgelagert wird. Als weiteres Hilfsmittel kommen bei der Reinigung wasserführende Teleskopstangen zum Einsatz. Die Reinigung sollte durchgeführt werden, ohne Kratzer an der Moduloberfläche zu verursachen.

Zudem sollten Module überhaupt nicht und Dächer nur mit geeigneten Sicherheitsvorkehrungen betreten werden. Auch mit einer Wärmebildkamera kann man die Verschmutzung feststellen.

Verschmutzte Stellen auf den Modulen sind bei Sonneneinstrahlung wärmer als saubere Stellen. Die Erzeugung von Solarstrom unterliegt einem typischen Tages- und Jahresgang, überlagert durch Wettereinflüsse.

Insbesondere im Frühling und Sommer kann Solarstrom um die Mittagszeit zur Deckung eines Teils der Mittellast genutzt werden — aber nur, wenn es das Wetter zulässt kein bewölkter Himmel. Breitengrad wegen der kurzen Sonnenscheindauer und des niedrigen Sonnenstandes nur wenig Strom. Da dann für Heizung und Beleuchtung aber besonders viel Strom gebraucht wird, müssen dann auch besonders viele Kapazitäten aus anderen Energiequellen zur Verfügung stehen.

Allerdings liefern Windkraftanlagen im Winter mehr Strom als im Sommer, sodass sich Photovoltaik und Windenergie jahreszeitlich sehr gut ergänzen. Tagesaktuelle Einspeisedaten für Deutschland sind für die Jahre ab im Internet frei zugänglich. Bei einem weiteren erheblichen Ausbau der Photovoltaik werden regional Überschüsse entstehen, die per Stromnetz in andere Regionen transportiert oder für den nächtlichen Bedarf gespeichert werden müssen.

Bei Inselanlagen wird die gewonnene Energie in Speichern, meist Akkumulatoren, gepuffert. Die deutlich häufigeren Verbundanlagen speisen den erzeugten Strom direkt in das Verbundnetz ein, wo er sofort verbraucht wird. Photovoltaik wird so zu einem Teil des Strommixes. Bei Inselanlagen müssen die Unterschiede zwischen Verbrauch und Leistungsangebot der Photovoltaikanlage durch Energiespeicherung ausgeglichen werden, z.

Die Speicherung erfolgt meist über einen Gleichspannungszwischenkreis mit Akkumulatoren, die Verbraucher bei Bedarf versorgen können. Neben Bleiakkumulatoren werden auch neuere Akkutechnologien mit besserem Wirkungsgrad wie Lithium-Titanat-Akkumulatoren eingesetzt. Mittels Wechselrichter kann aus der Zwischenkreis-Spannung die übliche Netzwechselspannung erzeugt werden.

Anwendung finden Inselanlagen beispielsweise an entlegenen Standorten, für die ein direkter Anschluss an das öffentliche Netz unwirtschaftlich ist. Bereits heute sind derartige Systeme in vielen nicht-elektrifizierten Regionen der Welt wirtschaftlicher als Dieselgeneratoren, wobei bisher jedoch häufig noch die Subventionierung von Diesel die Verbreitung hemmt.

Bei kleineren Anlagen wird alle verfügbare bzw. Bei Anlagen in einem Verbundnetz kann die lokale Energiespeicherung entfallen, da der Ausgleich der unterschiedlichen Verbrauchs- und Angebotsleistungen über das Verbundnetz erfolgt, üblicherweise durch Ausregelung durch konventionelle Kraftwerke.

Kühlanlagen, Warmwasserboiler, aber auch Wasch- und Spülmaschinen so steuern, dass sie bei Erzeugungsspitzen automatisch zugeschaltet werden. Aus Effizienzgründen sollten zunächst bevorzugt auf die Flexibilisierung gesetzt werden, bei höheren Anteilen müssen ebenfalls Speicherkraftwerke zum Einsatz kommen, wobei zunächst Kurzfristspeicher ausreichen und erst bei sehr hohen Anteilen variabler erneuerbarer Energien auf Langfristspeicher wie Power-to-Gas gesetzt werden sollte.

Dies ist bei Photovoltaik bei einer stabilen Wetterlage nicht notwendig, da nie alle PV-Anlagen gleichzeitig in Revision oder Reparatur sind. Bei einem hohen Anteil von dezentraler Photovoltaik-Kleinanlagen muss jedoch eine zentrale Steuerung der Lastverteilung durch die Netzbetreiber erfolgen. Während der Kältewelle in Europa wirkte die Photovoltaik netzunterstützend.

Aufgrund des winterbedingt hohen Stromverbrauchs musste Frankreich ca. Solarstrom verursacht geringere Umweltschäden als Energie aus fossilen Energieträgern [58] oder Kernkraft und senkt somit die externen Kosten der Energieerzeugung s. Demgegenüber lagen die Kosten der Energieeinsparung z. In sonnenreicheren Gegenden der Welt werden sogar Vorteile bis ca. Die Amortisation ist von vielen Faktoren abhängig: In Österreich lag der Preis für Photovoltaikanlagen im Jahr durchschnittlich bei Euro je kW p und somit deutlich über dem in Deutschland im selben Jahr durchschnittlich zu zahlenden Preis von Euro je kW p.

Photovoltaik galt lange als die teuerste Form der Stromerzeugung mittels erneuerbaren Energien. Durch den starken Preisrückgang hat sich dies mittlerweile geändert, sodass Photovoltaik inzwischen konkurrenzfähig zu anderen regenerativen und konventionellen Arten der Stromerzeugung ist. In den USA sind z. Ähnliche Werte werden auch für anderen Staaten wirtschaftlich darstellbar gehalten, wenn die Strahlungs- und Finanzierungsbedingungen günstig sind.

Ein direkter Vergleich ist jedoch schwierig, da eine Reihe von weiteren Faktoren wie die wetterabhängige Produktion von der Photovoltaik, die Endlagerung sowie die Versicherung der Anlagen berücksichtigt werden müssen. Im Januar war in mindestens 19 Märkten die Netzparität erreicht; die Wirtschaftlichkeit für Endverbraucher wird von einer Vielzahl an Analysedaten gestützt. Als Gründe nannte der Bericht eine Ausweitung der Produktion, effizientere Versorgungsketten und technische Verbesserungen.

Die Modulpreise sind in den letzten Jahren stark gesunken, getrieben durch Skaleneffekte, technologische Entwicklungen, Normalisierung des Solarsiliziumpreises und durch den Aufbau von Überkapazitäten und Konkurrenzdruck bei den Herstellern. Die durchschnittliche Preisentwicklung seit Januar nach Art und Herkunft ist in der nebenstehenden Tabelle dargestellt. Die weitere Preisentwicklung hängt von der Entwicklung der Nachfrage sowie von den technischen Entwicklungen ab.

Die niedrigen Preise für Dünnschichtanlagen relativieren sich teilweise für die fertige Anlage durch den aufgrund des geringeren Wirkungsgrades höheren Installationsaufwand für Anlagen gleicher Leistung. Insgesamt wächst der Photovoltaikmarkt immer noch stark um ca. So werden sich bis die Erzeugungskosten in Mittel- und Südeuropa auf 4—6 Cent pro Kilowattstunde verringern, bis auf 2—4 Cent. Zugrunde liegen konservative Annahmen zur technologischen Weiterentwicklung von Solaranlagen. Bloomberg New Energy Finance sieht einen sog.

Die Preise für Wind- und Solarstrom seien in den letzten Jahren stark gefallen und würden mit Stand Januar in einigen Bereichen bzw. Teilen der Welt bereits unter den Preisen der konventionellen Stromerzeugung liegen. Die Preise würden weiter fallen. Die Stromnetze seien weltweit stark ausgebaut worden, so dass diese nun auch Strom aus erneuerbaren Energien aufnehmen und verteilen könnten. Zudem hätten die erneuerbaren Energien weltweit dafür gesorgt, dass die Strompreise stark unter Druck geraten seien.

Zudem würden die erneuerbaren Energien enthusiastisch von den Verbrauchern aufgenommen. Bereits im Jahr soll dieser Systemwechsel für sehr viele Menschen offensichtlich werden.

Seit dem Jahr liegen die Stromgestehungskosten in Deutschland unterhalb des Haushaltsstrompreises, womit die Netzparität erreicht ist. Im Juni stufte Barclays Anleihen von US-Stromversorgern herunter wegen der Konkurrenz durch die Kombination aus Photovoltaik und Energiespeichern, welche zu einem verstärkten Eigenverbrauch führt. Dies könne das Geschäftsmodell der Stromversorger verändern. Wir sind überzeugt, dass Photovoltaik und Speicher das System in den nächsten zehn Jahren umgestalten können.

Kleine Photovoltaikaufdachanlagen liegen jedoch noch bei bis USD pro MWh, welche jedoch auf Stromtransportkosten verzichten können.

Eine Lösung sieht die Studie in Batterien als Speicher siehe Batterie-Speicherkraftwerk , die bislang jedoch noch teuer seien. Die Umweltauswirkungen bei der Silizium-Technologie und bei der Dünnschichttechnologie sind die typischen der Halbleiterfertigung, mit den entsprechenden chemischen und energieintensiven Schritten.

Da Reinstsilizium meist von Zulieferfirmen produziert wird, ist die Auswahl der Lieferfirmen unter Umweltaspekten entscheidend für die Umweltbilanz eines Moduls. Bei der Dünnschichttechnologie ist die Reinigung der Prozesskammern ein sensibler Punkt. Hier werden teilweise die klimaschädlichen Stoffe Stickstofftrifluorid und Schwefelhexafluorid verwendet. Durch die absolute Emissionsfreiheit im Betrieb weist die Photovoltaik sehr niedrige externe Kosten auf.

Auch wenn es im Betrieb selbst keine CO 2e -Emissionen gibt, so lassen sich Photovoltaikanlagen derzeit noch nicht CO 2e -frei herstellen, transportieren und montieren. Mit weiterem Ausbau der erneuerbaren Energien im Zuge der weltweiten Transformation zu nachhaltigen Energieträgern wird sich die Treibhausgasbilanz damit automatisch verbessern. Sie beträgt derzeit Stand zwischen 0,75 und 3,5 Jahren, je nach Standort und verwendeter Photovoltaiktechnologie. Als Lebensdauer wurde in der Studie 30 Jahre für Module auf Basis kristalliner Siliziumzellen und 20 bis 25 Jahren für Dünnschichtmodule angenommen, für die Lebensdauer der Wechselrichter wurden 15 Jahre angenommen.

Bei einem Einsatz in Deutschland wird die Energie, die zur Herstellung einer Photovoltaikanlage benötigt wird, in Solarzellen in etwa zwei Jahren wieder gewonnen. Der Erntefaktor liegt unter für Deutschland typischen Einstrahlungsbedingungen bei mindestens 10, eine weitere Verbesserung ist wahrscheinlich.

Der energieintensiv hergestellte Teil von Solarzellen kann 4- bis 5-mal wiederverwertet werden. PV-Anlagen werden überwiegend auf bestehenden Dach- und über Verkehrsflächen errichtet, [92] was zu keinem zusätzlichen Flächenbedarf führt. Freilandanlagen in Form von Solarparks nehmen demgegenüber zusätzliche Flächen in Anspruch, wobei häufig bereits vorbelastete Areale wie z. Konversionsflächen aus militärischer, wirtschaftlicher, verkehrlicher oder wohnlicher Nutzung , Flächen entlang von Autobahnen und Bahnlinien im m Streifen , Flächen die als Gewerbe- oder Industriegebiet ausgewiesen sind oder versiegelte Flächen ehem.

Werden Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlicher Fläche errichtet, was in Deutschland derzeit nicht gefördert wird, kann es zu einer Nutzungskonkurrenz kommen. So liefern Solarparks pro Flächeneinheit etwa 25 bis 65 mal so viel Strom wie Energiepflanzen. In Deutschland können auf Dach- und Fassadenflächen mehr als GW Photovoltaikleistung errichtet werden; auf brachliegenden Ackerflächen u. Bisher läuft die einzige Recyclinganlage spezialisierte Pilotanlage für kristalline Photovoltaikmodule in Europa im sächsischen Freiberg.

Geplant ist durch weitgehende Automatisierung eine Kapazität von ca. Als Reaktion auf die insgesamt unbefriedigende Entwicklung fallen seit Januar auch Solarmodule unter eine Novellierung der Elektroschrott-Richtlinie. Man will dadurch die Hersteller in die Pflicht nehmen, Strukturen für die Wiederverwertung bereitzustellen.

Die Trennung der Module von anderen Elektrogeräten wird dabei bevorzugt. Bereits existierende Sammel- und Recyclingstrukturen sollen zudem ausgebaut werden.

Die Erzeugung elektrischen Stroms mittels Photovoltaik wird in vielen Staaten gefördert. Nachstehend ist eine unvollständige Liste von verschiedenen regulatorischen Rahmenbedingungen in einzelnen Staaten aufgeführt.

In Deutschland gibt es eine gesetzlich geregelte und über 20 Jahre gewährte Einspeisevergütung ; die Höhe ist im Erneuerbare-Energien-Gesetz geregelt. September Bestand hatte.

September stand der Index bei Punkten inflationsbereinigt 1. März stieg er auf ein Zwischenhoch von 1. Januar wurde für den Index ein Wert von Punkten inflationsbereinigt 1. Der Verlust seit dem März beträgt 49,1 Prozent.

November auf einen Stand von 1. Während der weltweiten Rezession von , ausgelöst unter anderem durch das Ende des Booms in der IT- und Kommunikationsbranche Dotcom-Blase im März , sanken die Frachtraten erneut. November schloss der Index bei Punkten inflationsbereinigt 1. Januar überwand der Index mit 5.

Dezember stieg der BDI auf einen Höchststand von 6. Damit wich der Kapazitätsengpass an Massengutfrachtern einem Überangebot. Das reale Wachstum der weltweiten Warenausfuhr ging von 9,7 Prozent bis auf 6,5 Prozent zurück.

Oktober überwand der Index mit Mai markierte er mit August entspricht das einem Zuwachs um ,0 Prozent. In der Folge sank das reale Wachstum des Welthandelsvolumens: Überkapazitäten aufgrund fehlender Nachfrage bereiteten der Schifffahrt Probleme. Zahlreiche Bestellungen neuer Schiffe mussten wegen Finanzierungsproblemen verschoben oder storniert werden, Reeder legten Frachter still oder schlossen ganze Betriebsteile.

Wegen der weltweit nachlassenden Konjunktur kam es vor allem ab Ende des dritten Quartals zu starken Preisrückgängen der Frachtraten. Dezember sank der Baltic Dry Index mit einem Schlussstand von Punkten inflationsbereinigt Punkte nominal auf den tiefsten Stand seit Seit dem Allzeithoch vom Mai entspricht das einem Rückgang um 94,4 Prozent. Juni bis auf 2. Das entspricht einem Rückgang um 99,0 Prozent. Die Preise lagen damit zeitweise unter den Betriebskosten.

Im Verlauf des Jahres erholten sich die Frachtraten. November mussten für ein Capesize-Schiff durchschnittlich Das Jahr beendete der Baltic Dry Index bei 3. Das Hoch lag am Januar bei Punkten. Mit einem Plus von ,2 Prozent war es das beste Jahr der Geschichte. Platz liegt das Jahr mit einem Gewinn von ,2 Prozent und auf dem 3.

Platz das Jahr mit einem Zuwachs von ,9 Prozent. Für die Erholung des Index verantwortlich war auch das chinesische Konjunkturpaket in der Höhe von rund Milliarden US-Dollar, das zu einem starken Wirtschaftswachstum führte.

Das Jahr schloss der Baltic Dry Index bei 1. Mit einem Minus von 41,0 Prozent war das Jahr das viertschlechteste der Geschichte. Februar fiel der Baltic Dry Index auf 1. Seit dem Zwischenhoch am September bei 2. Gründe waren vor allem freie Ladungskapazitäten durch den boomenden Schiffbau, die Überschwemmungen in Australien und Missernten in vielen Teilen der Welt. Naturkatastrophen sind mitsamt Schäden, Lieferverzögerungen, Produktionsausfällen und Preissteigerungen Teil der Weltwirtschaft.

Februar lagen die Preise mit 4. Seit dem Hoch am Oktober bei Januar Gläubigerschutz beantragen. Oktober auf einen Jahreshöchststand von 2. Der Gewinn seit dem 4. Februar liegt bei ,3 Prozent. Das reale Wachstum des Welthandels verlangsamte sich von 14,1 Prozent auf 5,6 Prozent Februar schloss der Baltic Dry Index mit Punkten nominal auf dem tiefsten Stand seit dem Der Verlust seit dem Höchststand am Oktober liegt bei 70,2 Prozent und seit dem Allzeithoch am Mai bei 94,5 Prozent.

Real, also inflationsbereinigt, wurde ein Allzeittief markiert. Schlechter war nur der Oktober mit einem Minus von 73,5 Prozent. Die Abschwächung des Welthandels, die nachlassende Wirtschaftstätigkeit in der Volksrepublik China und die Eurokrise führten zu einem Rückgang der Schiffstransporte. Zahlreiche Neubauablieferungen und fehlende Nachfrage erhöhten die Überkapazitäten am Schiffsmarkt. Mai um 80,1 Prozent auf 1. Dezember bei August um 92,0 Prozent auf 2. Das ist der tiefste Stand seit dem 4.

Die niedrigen Frachtraten führten zu finanziellen Problemen bei zahlreichen Reedereien.