PV-Anlagen

Stromspeicher kommen meistens gemeinsam mit PV-Anlagen zum Einsatz. Daher haben wir auch zu PV-Anlagen Antworten auf häufige Fragen zusammengetragen.

Hier noch ein paar Zahlen vorab:

Photovoltaik & Speicher-Branche Österreich

Quelle: https://pvaustria.at/wp-content/uploads/2023_Fact_Sheet_PV_Branche.pdf

Photovoltaik & Speicher-Branche Deutschland

Quelle: https://strom-report.com/photovoltaik/#photovoltaik-entwicklung

Wann ist die energetische Amortisation bei PV-Anlagen erreicht?

Energetische Amortisationszeit = Energierücklaufzeit: gibt die Zeitspanne an, die ein Kraftwerk betrieben werden muss, um die investierte Primärenergie¹ zu ersetzen.

Nach 1,3 Jahren hat eine durchschnittliche PV-Anlage in Deutschland mehr Strom produziert als in der Herstellung aufgewendet wurde. Die energetische Amortisationszeit variiert mit Technologien und Anlagenstandort.

Eine Energierücklaufzeit existiert für fossile Kraftwerke nicht, da sie sich nicht amortisieren. In anderen Worten, ein fossiles Kraftwerk braucht immer zusätzliche Energieträger (in der Form von Öl / Gas / Kohle), um Strom zu produzieren. Das bedeutet, dass sie die für ihre Herstellung aufgewendete Energie niemals ausgleichen können.

¹Energie, die aufgewendet wurde um die PV-Anlage zu produzieren

Wie haben sie die Kosten für PV-Paneele in den letzten Jahren entwickelt?

Allein zwischen den Jahren 2010 und 2020 sind die Preise für PV-Module um 90% gesunken.¹Deswegen ist PV-Energie zu einer der billigsten Stromquellen weltweit geworden. Das ist einer der Gründe, warum die Energiewende in den letzten Jahren richtig Fahrt aufgenommen hat - ökologische und finanzielle Faktoren spielen nun zusammen.

Die Kosten pro Watt peak (Wp) siehst du in der Grafik unten.²Das ist eine Messgröße in der Photovoltaik, die die maximale Leistung einer PV-Anlage angibt. Die Größenordnung von der wir meistens sprechen ist Kilowatt peak (1 kWp =1000 Wp).

¹Aktuelle Fakten zu Photovoltaik in Deutschland, Fraunhofer ISE, 03. April 2024 https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html

² Solar (photovoltaic) panel prices, Our world in data, 04.01.2023 https://ourworldindata.org/grapher/solar-pv-prices

Was ist die erwartete Lebensdauer einer PV-Anlage?

Die durchschnittliche Lebensdauer einer PV-Anlage beträgt um die 25-30 Jahre. Die tatsächliche Lebensdauer kann viel länger sein, da die PV-Anlage nach diesem Zeitraum noch immer 85-90% der ursprünglichen Leistung erbringt. Dennoch kann es sinnvoll sein, die PV Anlage durch neue Module zu modernisieren, da so auf derselben Fläche eine höhere PV-Leistung erzielt werden kann.

Der Wechselrichter muss meistens bereits nach 15 Jahren ausgetauscht werden.¹

¹ Lebensdauer Photovoltaik, Echtsolar, 26.02.2022 https://echtsolar.de/lebensdauer-photovoltaik/

Wie hoch ist der Treibhausgasfußabdruck von PV-Strom?

PV-Anlagen setzen während ihres Betriebs kein CO2 frei. Allerdings muss bei einer umfassenden Betrachtung auch die Herstellung (Vorketten) und Entsorgung der Anlage berücksichtigt werden.¹
Der Treibhausgasfußabdruck von PV-Strom im Betrieb in Deutschland beträgt 30 bis 35 g CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde (kWh).¹ Im Vergleich dazu liegt der CO2-Fußabdruck für Braunkohle bei über 1.000 g CO2-Äquivalente pro kWh (siehe Grafik unten). Besonders Glas-Glas-Module zeichnen sich durch ihre lange Lebensdauer und den Verzicht auf Alu-Rahmen aus, was besonders nachhaltig ist (LCA), weshalb wir die neoom SUUN Glas-Glas-Module in unser Sortiment integriert haben.
Der CO2-Fußabdruck pro kWh einer PV-Anlage hat sich bereits verbessert und wird sich in den kommenden Jahren weiter verbessern, da in der Lieferkette vermehrt erneuerbare Energie verwendet wird und neue Produktionsverfahren Einsparungen bringen.²

Durch verbessertes Recycling und eine längere Nutzungsdauer der PV-Anlage wird der CO2-Fußabdruck pro kWh weiter reduziert.³
PV-Module, die zusammen mit ihren Vorprodukten in Europa produziert werden, schneiden besonders günstig ab, da sie einen höheren Anteil erneuerbarer Energien im Strommix aufweisen und kürzere Transportwege haben.⁴
Eine ausschließliche Betrachtung des CO2-Fußabdrucks in der Produktion (nicht über die gesamte Lebensdauer) zeigt, dass die CO2-Emissionen pro Kilowattpeak (kWp) wie folgt sind⁵:
- China: 810 kg CO2-Äquivalente pro kWp
- Deutschland: 498 kg CO2-Äquivalente pro kWp
- EU: 480 kg CO2-Äquivalente pro kWp Dies verdeutlicht, dass ein sauberer Energiemix zu einem geringeren Fußabdruck führt.
- --> Die CO2-Einsparungen, die von PV-Anlagen über ihre Lebensdauer erzeugt werden liegt bei ca. 13,7 Tonnen pro kWp. Sie sind somit so hoch, dass der Unterscheid beim Fußabdruck eines chinesischen Moduls im Vergleich zu einem Deutschen Modul nicht großartig ins Gewicht fällt.

¹ Aktuelle Fakten zu Photovoltaik in Deutschland, Fraunhofer ISE, 03. April 2024 https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html

² (Quelle wird ergänzt)

³ Rohstoffe in Solarmodulen: CO2-Fußabdruck und Recycling, Jan-Philipp Mai, 23. Juni 2020 https://www.linkedin.com/pulse/rohstoffe-solarmodulen-co2-fu%C3%9Fabdruck-und-recycling-mai/?originalSubdomain=de

⁴ Aktuelle Fakten zu Photovoltaik in Deutschland, Fraunhofer ISE, 03. April 2024 https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html

⁵ CO2 Emissions of silicon photovoltaic modules, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, September 2022 https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/conference-paper/wcpec-8/Reichel_5DV234.pdf

Bild: Vergleich Treibhausgaspotenziale in g CO2-Äq./kWh verschiedener Stromerzeugungstechnologien https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html

Wie viele Emissionen konnten 2020 durch PV-Anlagen vermieden werden?

PV-Strom ersetzt insbesondere Strom aus fossilen Kraftwerken: reduziert im Vergleich mit fossilen Kraftwerken die Freisetzung von CO2 massiv (z.B. -95% im Vergleich zu Braunkohle) und bremst damit den Treibhauseffekt wirksam.
Die Grafik unten zeigt, dass 2020 durch die Nutzung der PV in Deutschland netto 34,9 Mio. Tonnen Treibhausgasemissionen vermieden wurden (ca. 690 g/kWh PV-Strom bei einer Stromproduktion von 50,6 TWh)
- In Summe konnten sogar 226,6 Mio. t CO2-Äqu. Treibhausgasemissionen vermieden werden .
- 18% (41,7 Mio. t) davon fielen auf PV, 40,9% (94,9 Mio. t) auf Windenergie. Deshalb bekommen PV- und Windenergie eine immer wichtigere Rolle.
- Der Rest verteilt sich mit 32% (74,3 Mio. t) auf Biomasse, 6,1% (14,1 Mio. t) Wasserkraft, 1,9% (4,3 Mio. t) Geothermie und 1,1% (2,6 Mio. t) Solarthermie.

Quelle: Aktuelle Fakten zu Photovoltaik in Deutschland, Fraunhofer ISE, 03. April 2024 https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.html

Woraus besteht ein PV-Modul?

Die Hauptanteile nach Gewicht sind:

Glas: Etwa 70-80% des Gesamtgewichts eines PV-Moduls können auf das Glas entfallen.
Aluminiumrahmen: Der Aluminiumrahmen macht normalerweise etwa 10-15% des Gesamtgewichts aus.
Zellenschichten (Silizium): Die Zellenschichten aus Silizium tragen etwa 10-15% zum Gesamtgewicht bei.
Rückseitenfolie (Polymere): Die Rückseitenfolie und andere Polymermaterialien machen in der Regel etwa 2-5% des Gesamtgewichts aus.

Wafer (Zellschichten) basierte Module benötigen keine Rohstoffe, für die eine beschränkte Verfügbarkeit absehbar wäre.

Am kritischsten ist der Silberverbrauch: Die PV-Industrie verbraucht weltweit ca.
1500 t Silber pro Jahr. Dies kann in Zukunft weitestgehend durch Kupfer ersetzt werden.

Bildquelle: Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, 17. Mai 2024 https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/photovoltaics-report.html