Wie funktioniert Photovoltaik? Aufbau einer PV-Anlage erklärt

Eine Solarzelle besteht aus mehreren Schichten Silizium, die unterschiedlich dotiert sind. Trifft Sonnenlicht auf die Zelle, lösen die Photonen Elektronen aus ihrer Bindung. Der innere Aufbau der Zelle sorgt dafür, dass diese Elektronen in eine Richtung fliessen - es entsteht ein Gleichstrom, solange Licht auf die Zelle fällt.

Dieser Effekt braucht kein direktes Sonnenlicht. Auch bei diffusem Licht an bewölkten Tagen fliesst Strom, nur deutlich weniger als bei klarem Himmel und hohem Sonnenstand.

Module liefern Gleichstrom (DC). Das Hausnetz und das öffentliche Stromnetz arbeiten mit Wechselstrom (AC). Der Wechselrichter übernimmt diese Umwandlung und übernimmt zugleich mehrere Regelaufgaben: er sucht den Arbeitspunkt der Module mit der höchsten Leistung (MPP-Tracking), überwacht die Netzverträglichkeit und schaltet die Anlage bei Netzstörungen sicher ab.

Die Auslegung des Wechselrichters gegenüber der Modulleistung bestimmt, wie viel Modulleistung sinnvoll angeschlossen werden kann, ohne dass Spitzenerträge ungenutzt verpuffen.

Der Modulwirkungsgrad beschreibt, welcher Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie unter Labor-Testbedingungen in Strom umgewandelt wird - marktübliche Module liegen hier meist zwischen 20 und 22 Prozent. Der Jahresertrag in kWh je kWp beschreibt dagegen, wie viel Strom die Anlage über ein Jahr am konkreten Standort tatsächlich liefert.

Ein höherer Modulwirkungsgrad bedeutet vor allem mehr Leistung auf gleicher Fläche, nicht automatisch einen höheren Jahresertrag je kWp. Der Jahresertrag hängt vor allem von Standort, Ausrichtung, Neigung und Verschattung ab.