Ökobilanz von Photovoltaik-Anlagen

Photovoltaik-Anlagen verursachen während des Betriebs keine klimaschädigenden Emissionen, benötigen jedoch für die Herstellung elektrische Energie. Daher sind Photovoltaik-Anlagen nicht CO_2-frei.

Entscheidend ist der Strommix und der daraus resultierende CO_2-Ausstoss bei der Herstellung von Solarmodulen, der Wechselrichter und der Montageteile. Da immer noch viel Energie mittels Kohle erzeugt wird, stehen beinahe alle Produkte, welche zur nachhaltigen Entwicklung beitragen, wie Solarzellen und Batterien, laufend in der Kritik, Umweltschäden mit zu verantworten. Das Problem dafür liegt aber nicht bei den Produkten selbst, sondern daran, dass die Politik nach wie vor an Kohlekraftwerken und an Atomstrom fest hält. Die Angst vor Veränderung sitzt offensichtlich zu tief.
Man spricht dauernd von Arbeitsplätzen in der Kohleindustrie, gleichzeitig hat man durch die Beendigung der Förderungen in der Solartechnologie ein vielfaches an zukunftsträchtigen Arbeitsplätzen geopfert. Die nachhaltige Energieproduktion bietet ein enormes Potenzial an neuen Arbeitsplätzen.

Umweltabkommen werden unterzeichnet, doch fehlt es nach wie vor an der konsequenten Umsetzung.

Aus welchen Materialien bestehen Solarmodule?

Solar-Module werden aus dem Rohstoff Silizium hergestellt, welcher eine sehr hohe Reinheit benötigt. Daher muss das Silizium mehrfach umgeschmolzen und mit einem Halbleitermaterial legiert werden. Silizium ist das zweithäufigste Element der Erde und wird aus Quarzsand gewonnen. Die Lötstellen der einzelnen Zellen sind aus bleifreiem Lötzinn. Die Oberfläche der Solarzellen wird durch ein gehärtetes Glas vor der Witterung geschützt. Die gängigen Module haben einen Rahmen aus Aluminium, welcher zur Befestigung benötigt wird. Für die Montage auf dem Dach werden meist Aluminiumprofile und Stahlverschraubungen eingesetzt. Wechselrichter sind elektronische Anlagen, welche aus Stahl und Kupfer hergestellt sind. Zuleitungskabel bestehen aus Kupferlegierungen.

Recycling PV Module

Die erwähnten Materialien können nach der Betriebszeit von rund 30-40 Jahren grösstenteils wieder rezykliert und aufbereitet werden. Mehr dazu finden Sie unter «PV CYCLE»

Die Gestehungs- und Recyclingenergie von Photovoltaik-Anlagen ist je nach Wirkungsgrad der Gesamtanlage nach 1-3 Jahren durch die Stromerzeugung amortisiert. Dieser Wert gilt für Anlagen, welche in der Schweiz und in Mitteleuropa installiert sind. Danach produzieren Solaranlagen emissionsfrei rund 40 Jahre lang Energie. Kohle-, Gas- und Atomkraftwerke sind während ihrer gesamten Betriebsdauer auf die Zufuhr nicht erneuerbarer Energien angewiesen.

Die Stromerzeugung durch Photovoltaik-Anlagen, kann in den nächsten Jahren bereits bis zu 20 % des Strombedarfs erreichen. Weltweit steigt der Anteil an Solar- und Windenergie laufend. Solarmodule und die dazu benötigten Rohstoffe werden hauptsächlich in USA, Europa und Asien hergestellt, somit wird auch die Umweltbelastung bei der Herstellung der Solarmodule durch den höheren Anteil an erneuerbarer Energie immer geringer. Die Ökobilanz von PV-Anlagen stetig stetig.

Erwähnenswert sind Dünnschicht-PV-Module:

Im Ausland werden oft auch Dünnschicht-PV-Module, welche Cadmium-Tellurid (CdTe) enthalten, eingesetzt. Für den Rückbau und das Recycling dieser Dünnschichtmodule gelten besonders strenge Anforderungen, da das Recycling nicht ganz unproblematisch ist. Normale Siliziummodule sind unproblematisch.

Stellt schlechtes Wetter ein Problem für unsere Stromversorgung dar?

Solarstrom hat ähnliche Probleme wie die Atomkraft. Da die Sonne nachts nicht scheint, braucht es Speichermöglichkeiten für die elektrische Energie. Beinahe das gleiche Problem haben wir heute mit den AKWs. Da man diese in der Nacht nicht einfach rasch abschalten kann, muss die überschüssige Energie mittels Pumpspeicherkraftwerken in Stauseen gepumpt werden. Am Tag, wenn mehr Energie benötigt wird, liefern die Wasserkraftwerke den zusätzlichen Strom. Das bedeutet, dass Wasserkraft eben auch nicht ganz frei von Umweltbelastung ist.

Ähnlich funktioniert es mit Solarenergie. Bei starkem Sonnenschein wird der Überschuss in die Stauseen gepumpt, bei schlechtem Wetter kann die Energie über Wasserkraft genutzt werden. Zusätzlich benötigen wir weitere Speichermedien wie Batteriespeicher und «Power to Gas»-Lösungen. Ein «Smart Grid», sprich ein intelligentes Stromnetz bietet die Möglichkeit, den Strombedarf besser zu koordinieren und Verbraucher optimal zu regeln. Das erhöht die  Netzstabilität.

Auslegung einer Solaranlage

Grundsätzlich liegt ein Irrtum vor, was die Montage einer Solaranlage betrifft.

Die meisten «Solateure» leben vom Verkauf der Solarmodule und beachten meist nur die Effizienz. Gerechnet wird fast ausschliesslich mit Süddächern, die maximale Fläche wird belegt. Maximale Leistung scheint ein Wettbewerb zu sein. Aber braucht das der Käufer wirklich?

Immer wieder treffen wir Menschen, welche uns erzählen, dass Ihr Dach sich nicht für Photovoltaik eigne, da sie eine Ost-West-Ausrichtung des Satteldachs haben. Eine Solaranlage lohne sich nicht.

Hier sehen wir enormen Aufklärungsbedarf.

Was nutzt uns eine enorme Energiespitze zu Mittagszeit, wenn man unter der Woche den ganzen Tag auf der Arbeit verbringt?

Bei den meisten Menschen spielt sich doch der Tag so ab, dass Sie morgens Ihre Rituale mit Kaffee und den Gang ins Bad zwischen 06:00-08:00 Uhr erledigen und anschliessend das Haus verlassen, um ihrem Job nachzugehen. Einige kommen am Mittag zurück zum Essen, andere erst am Abend gegen 17:00-19:00 Uhr.

Das schreit doch förmlich nach einer Ost-West-Belegung der Solaranlage, da die Sonne im Osten aufgeht und so am Morgen meine Kaffeemaschine mit Solarstrom versorgen kann. Danach habe ich auch ausreichend Strom, um beim Verlassen des Hauses noch die Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine laufen zu lassen. Die Westausrichtung garantiert mir die Energieversorgung in den Abendstunden. Am Mittag werden beide Dachflächen reduziert beschienen, das Peak wird geglättet.

Effizienz und Autarkie

Die Effizienz der Photovoltaik-Anlage ist nicht das Wichtigste, sondern eine möglichst hohe Autarkie. Da wir für die Stromeinspeisung nicht mal 50 % vom Netztarif erhalten, macht eine optimierte Eigennutzung wirtschaftlich Sinn.

Daher gilt es zuerst mal den eigenen Strombedarf zu ermitteln und die Solaranlage darauf auszulegen. So bleibt auch ausreichend Geld übrig, um den Nachtstrom mittels Batterie in die Anlage einzubinden.

Wollen Sie den Eigenbedarf optimieren und einen Batteriespeicher installieren, so ist die Ostausrichtung enorm wichtig. Nach einer langen Winternacht ist beinahe jeder Speicher leer. Am Morgen früh Solarstrom produzieren und die Batterie laden ist wichtig, um Stromspitzen abzudecken.

Die Ost-West-Ausrichtung verlängert die Eigenproduktion durch die Solaranlage um bis zu zwei Stunden gegenüber einer rein nach Süden ausgerichteten Solaranlage. Im Winter, bei sehr kurzen Tagen, ist das entscheidend und schont zusätzlich die Batterie.

Hinweis:

Die Informationen wurden sorgfältig recherchiert und zusammengetragen. Wir freuen uns über kritische Feedbacks und allfällige Ergänzungen oder Verbesserungsvorschläge.