Strom aus der Sonne

Würden in der Schweiz auf den am besten besonnten Dach- und Fassadenflächen Solarmodule installiert, könnte mehr als ein Drittel des jährlichen Strombedarfs produziert werden. Am aktuellen Zuwachs tragen Hausbesitzer grossen Anteil.

(knü) Die quadratischen Plättchen sind schwarz oder dunkelblau. Anzutreffen sind sie auf Taschenrechnern, Radios, Umhängetaschen oder dem Hausdach. Maximal sind sie 100 cm² gross und erzeugen Strom. Die Nachfrage nach Photozellen ist in den letzten Jahren enorm gewachsen. Neben der steigenden Vielfalt an Anwendungen veranschaulicht dies vor allem die Zunahme von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen. Seit 2004 hat sich die installierte Leistung in der Schweiz mehr als verdoppelt. Mittlerweile liefern knapp 6'000 PV-Anlagen so viel Strom, dass eine mittelgrosse Gemeinde mit 10'000 Einwohnern versorgt werden kann.
Am Boom haben Hausbesitzer beträchtlichen Anteil. Das Gros der Solaranlagen wird im Kleinen realisiert, auf Dächern von Ein- und Mehrfamilienhäusern. Zu den regionalen Spitzenreitern gehören die Kantone Bern und Waadt: In der Westschweiz wurden 2008 zwei Drittel der Neuanlagen erstellt. Damit ist auch das Vorurteil entkräftet, die Installation mache nur in sonnenreichen Gegenden Sinn. Dennoch kann die Ausbeute von PV-Anlagen im Tessin oder in den Bergen um über 50 % höher als im Mittelland liegen.
Elektronenfluss im Siliziumkristall
Ansonsten hat sich die Solarmodultechnik weitgehend etabliert: Im Labor sind Wirkungsgrade von 30 % keine Seltenheit mehr. Unter Alltagsbedingungen liegen sie – je nach Typ – dagegen zwischen 15 % und 20 %. Am häufigsten verwendet werden Solarzellen aus kristallinem Silizium. Die Erwärmung durch Sonnenstrahlen löst in den geladenen Kristallschichten einen Elektronenfluss aus, der als Strom gefasst werden kann. Zur Verbesserung der Lichtabsorption wird eine bläuliche Aussenschicht aufgetragen. Gleichmässig schimmernde Oberflächen deuten auf leistungsfähigere monokristalline Solarzellen hin, währenddem die polykristallinen Solarzellen an der Marmorstruktur erkennbar sind. Kostengünstigere Herstellungsverfahren sind bereits erprobt, beispielsweise das Aufdampfen der Kristalle bei Dünnschichtzellen. Ihr Wirkungsgrad ist aber noch zu gering, um für eine breite Anwendung attraktiv zu sein.

16 bis 24 m² reichen aus
In einem kompakten Solarpaneel sind 3 bis 4 Dutzend Halbleiterzellen zusammengestellt und mit Glas oder Kunststoff abgedeckt. Nicht zu verwechseln sind diese Module mit Sonnenkollektoren, hinter deren transparenten Oberflächen sich die Leitungsschlaufen für die Wassererwärmung befinden.
Den Bedarf eines Einfamilienhauses können PV-Anlagen mit Leistungsspitzen von 2 bis 3 Kilowatt peak (kWp) hälftig bis ganz decken; bei erforderlichen Flächen von 16 bis 24 m². Die Richtpreise pro installierte kWp betragen zwischen Fr. 8'000.- und Fr. 15'000.-. Ein 30 Grad geneigtes und südlich orientiertes Dach ist optimal. Gegen Westen gerichtet beträgt die Produktionseinbusse aber nur 15 %.

Mit und ohne Netz
Mit schwankender Stromerzeugung ist zu rechnen. Im Sommer sind es bis zu drei Viertel der Jahresmenge; im Winter entsprechend weniger. In abgelegenen Ferienhäusern können Batterien allfällige Überschüsse speichern. Ansonsten ist der Netzanschluss zu empfehlen: Saisonale und tageszeitliche Differenzen zwischen Produktion und Konsum werden vom lokalen Energieversorger ausgeglichen. Neben dem Wechselrichter ist dazu einzig ein Stromzähler zu installieren, um die Menge des eingespeisten Stroms zu erheben.
Der Netzanschluss ist jedoch Bedingung, um allfällige Förderbeiträge oder Produktionsentschädigungen zu beantragen. Eine Vielzahl von Gemeindewerken, regionalen Energieversorgern oder kantonalen Energiefachstellen nimmt Gesuche für Investitionshilfen, die Integration in Solarstrombörsen respektive Einspeisvergütungen entgegen. Derzeit blockiert ist hingegen die Förderung bei Swissgrid: Über 10'000 Solaranlagen sind derzeit auf der Warteliste - die Zusprache einer kostendeckenden Einspeisevergütung wird erst in ein paar Jahren erfolgen.