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Photovoltaik-Anlagen: Welche Arten gibt es?
Photovoltaikanlagen spielen eine immer größer werdende und inzwischen sehr zentrale Rolle in der Energiegewinnung und sind eine der effizientesten Methoden, um umweltfreundlichen Strom aus Sonnenenergie zu erzeugen. Aufgrund der zunehmenden Bedeutung von erneuerbaren Energien und der Verfügbarkeit zahlreicher Anreize zur Nutzung von Solarstrom ist das Interesse an Photovoltaikanlagen in den letzten Jahren stark gestiegen und wächst stetig. Es gibt verschiedene Arten von PV-Anlagen, die sich in ihrer Installation, Größe und ihrem Verwendungszweck unterscheiden. In diesem Ratgeberbeitrag werfen wir einen Blick auf die unterschiedlichen Arten von Photovoltaik-Anlagen und ihre Einsatzmöglichkeiten.
Dachanlagen – Photovoltaik auf Dächern
Dachanlagen sind die am häufigsten verwendete Form von Photovoltaikanlagen, da sie optimal genutzt werden können, ohne zusätzlichen Platz auf dem Boden zu beanspruchen. Es gibt verschiedene Arten von Dach-PV-Anlagen, die sich nach dem Typ des Dachs und der Art der Montage unterscheiden.
Aufdach-Anlagen
Die Aufdach-Photovoltaikanlage ist die am weitesten verbreitete Lösung für Hausbesitzer. Hierbei werden die Solarmodule auf einer Unterkonstruktion direkt auf das bestehende Dach montiert. Diese Methode ist relativ einfach, kostengünstig und flexibel, da sie sich für die meisten Schrägdächer eignet. Durch die direkte Installation auf dem Dach kann der vorhandene Platz effizient genutzt werden, ohne dass hierfür Eingriffe in die Gebäudestruktur erforderlich sind.
Indach-Anlagen
Die Indach-Photovoltaikanlage wird in die Dachfläche integriert, sodass die Solarmodule Teil der Dacheindeckung werden. Diese Methode ist optisch ansprechender als beispielsweise eine Aufdachanlage und bietet eine nahtlose Integration der Solarmodule in das Dach. Indachanlagen werden oft bei Neubauten oder Dachsanierungen installiert, da sie das traditionelle Dachmaterial teilweise ersetzen können, was wiederum Kosten senkt. Auch bieten sie eine höhere Schutzfunktion des Dachs.
Flachdach-Anlagen
Für Gebäude mit Flachdächern gibt es spezielle Konstruktionen, um die Solarmodule so zu montieren, dass sie im optimalen Winkel zur Sonne stehen. Diese Flachdach-Photovoltaikanlagen werden meist mit einer Neigung von 10-30 Grad aufgestellt, um die maximale Sonneneinstrahlung zu nutzen. Diese Art von Anlage eignet sich besonders gut für Gewerbeimmobilien, große Bürogebäude oder Mehrfamilienhäuser. Eine optimale Ausrichtung der Module sorgt für maximale Effizienz, außerdem ist meist eine flexible Platzierung auf dem Dach möglich. Ein weiterer Vorteil von Flachdachanlagen ist, dass kein Eingriff in die Gebäudestruktur notwendig ist.
Fassadenanlagen – Stromproduktion an der Gebäudefassade
Neben den klassischen Dachanlagen können auch Fassadenanlagen genutzt werden, um Sonnenenergie zu gewinnen. Diese sind besonders für Gebäude mit großen, ungenutzten Fassadenflächen interessant, beispielsweise Bürogebäude oder Wohnhochhäuser. Die Solarmodule werden vertikal an der Fassade angebracht, was zwar zu einer geringeren Stromproduktion führt (da die Sonne nicht direkt auf die Module scheint), aber dennoch eine sinnvolle Nutzung ansonsten ungenutzter Flächen darstellt. Fassadenanlagen sind ästhetisch besonders ansprechend, da die Module in das Design der Fassade integriert werden können. Außerdem funktioniert sie auch an Standorten mit wenig Dachfläche. Ein Nachteil von Fassadenanlagen ist allerdings der geringere Ertrag, da die Module nicht optimal zur Sonne ausgerichtet sind. Dennoch bieten sie eine gute Alternative für Gebäude, bei denen keine Dachanlagen möglich sind.
Freiflächenanlagen – Solarparks und landwirtschaftliche Nutzung
Freiflächenanlagen, auch als Solarparks bezeichnet, sind eine weitere gängige Form von Photovoltaikanlagen. Sie werden auf freien Flächen, wie Feldern oder Brachland, installiert. Diese Anlagen bieten besonders viel Raum für die Installation einer großen Anzahl von Solarmodulen, was eine erhebliche Menge an Strom erzeugt. Solarparks sind meist auf größeren Freiflächen zu finden und liefern erheblich mehr Strom als Dach- oder Fassadenanlagen. Sie sind vor allem für kommerzielle Stromerzeuger interessant, die den erzeugten Strom ins Netz einspeisen und so zur öffentlichen Stromversorgung beitragen. Diese Anlagen werden oft von Investoren oder Energieversorgern betrieben. Ideal sind Freiflächenanlagen für Regionen mit viel Sonneneinstrahlung und ungenutzten Flächen. Dabei wird für maximale Ausnutzung der Sonneneinstrahlung durch optimale Modul Positionierung gesorgt. Eine spezielle Form der Freiflächenanlage ist darüber hinaus außerdem die Agrar-Photovoltaik (Agrar-PV), bei der Solarmodule über landwirtschaftlich genutzten Flächen installiert werden. So können Landwirte die Flächen gleichzeitig für den Anbau von Nutzpflanzen und die Stromproduktion nutzen. Die Solarmodule bieten zudem einen gewissen Schutz vor Wetterextremen wie Starkregen oder Hagel. Ein Nachteil von jeglichen Freiflächenanlagen ist allerdings der große Flächenbedarf, der die Nutzung von Ackerland oder Naturflächen erfordert. Daher gibt es gesetzliche Regelungen und Umweltaspekte, die bei der Installation beachtet werden müssen.
Inselanlagen – Unabhängig von öffentlichen Netzen
Eine weniger bekannte, aber dennoch nützliche Form der Photovoltaikanlage ist die Inselanlage. Diese Anlagen sind nicht ans öffentliche Stromnetz angeschlossen und eignen sich daher für abgelegene Orte oder für den Einsatz auf Booten, in Berghütten oder Wohnmobilen. Inselanlagen speichern den erzeugten Strom in Batterien, sodass der Nutzer auch ohne direkte Sonneneinstrahlung (z. B. nachts) Strom zur Verfügung hat. Nachteilig bei Inselanlagen ist die Abhängigkeit von der Speicherkapazität der Batterien. Bei längeren Schlechtwetterperioden kann die Stromversorgung unterbrochen werden, wenn die Batterien leer sind.
Hybridanlagen – Kombination aus Photovoltaik und anderen Energiequellen
Hybridanlagen kombinieren Photovoltaik mit anderen erneuerbaren Energiequellen oder herkömmlichen Generatoren und sind deswegen besonders in Regionen sinnvoll, in denen die Sonneneinstrahlung nicht konstant hoch ist. In Hybridanlagen kann der überschüssige Strom gespeichert oder durch andere Energiequellen wie Windkraft oder Dieselgeneratoren ergänzt werden. Durch die Kombination verschiedener Energiequellen wird für eine zuverlässige Energieversorgung sowie höhere Effizienz gesorgt.
Vielseitige Nutzung unterschiedlicher Photovoltaikanlagen für verschiedene Anwendungen und Bedingungen
Die verschiedenen Arten von Photovoltaikanlagen unterscheiden sich je nach Verwendungszweck, Standort und Gebäudetyp. Dachanlagen sind die am weitesten verbreitete Lösung für private Haushalte, während Fassadenanlagen und Freiflächenanlagen besonders in städtischen oder kommerziellen Bereichen eingesetzt werden. Inselanlagen und Hybridanlagen bieten flexible Lösungen für besondere Anwendungen und schwierige Umgebungen. Bei der Wahl der richtigen Anlage spielen sowohl die baulichen Gegebenheiten als auch der persönliche Energiebedarf eine entscheidende Rolle. Grundsätzlich bieten aber alle Solaranlagen eine nachhaltige Möglichkeit, den individuellen Strombedarf zu decken und gleichzeitig die Umwelt zu schonen.
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