Photovoltaik

Als Faustregel gilt im Schweizer Mittelland ein Energieertrag von 200 kWh pro Quadratmeter und Jahr. 18 m² Modulfläche produzieren ungefähr den Strombedarf eines typischen 3- bis 4-Personen-Haushalts. Ermitteln Sie das Energiepotenzial Ihres Gebäudes mit dem Solarrechner.

Die meisten Solarzellen bestehen aus Silizium-Halbleitern, wie sie auch bei der Herstellung von Computerchips verwendet werden. Diese Halbleiter wandeln elektromagnetische Strahlung (Licht) in elektrischen Strom: Die einfallenden Lichtteilchen (Photonen) werden im Halbleiter absorbiert, d. h. die Elektronen des Halbleiters werden auf ein höheres Energieniveau gehoben und können sich dadurch im Material bewegen. Die Halbleiter sind so gestaltet (aneinandergrenzende, unterschiedlich dotierte Schichten), dass eine Trennung der Ladungen (Elektronen bzw. Elektronen-Lücken) erfolgt. Der so erzeugte Strom wird an metallischen Kontakten gesammelt.

Solarstrom hat sich in den letzten Jahren zu einer der günstigsten Formen der Stromproduktion entwickelt. Heute können Grossanlagen für Preise von ca. 1300 CHF/kW oder weniger erstellt werden. Bezogen auf eine Kilowattstunde ist Solarstrom innert 10 Jahren um 80 Prozent günstiger geworden.

Jede ganzjährig unbeschattete Dachfläche, die nicht mehr als 45° von Süden abweicht, eignet sich besonders gut für Solarstromanlagen. Auch Dächer mit Ausrichtung Ost-West und Fassaden werden dank sinkender Preise der PV-Module immer öfter zur Stromerzeugung genutzt. Bei Sonnenkollektoren zur Wärmeerzeugung hängt die Ausrichtung und Neigung von der verwendeten Technologie und dem Zweck der Anlage ab: Wird ausschliesslich Warmwasser erzeugt, oder wird auch geheizt? Zum Heizen eignen sich eine südliche Ausrichtung und ein steiler Winkel, um möglichst viel Wintersonne nutzen zu können.

Der Anteil des selbst verbrauchten Solarstroms (Eigenstromverbrauch) kann durch sogenanntes Lastmanagement erhöht werden – beispielsweise durch das automatische Einschalten der Wärmepumpe zur Warmwassererzeugung, wenn die Sonne scheint. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung des Eigenstromverbrauchs ist die dezentrale Stromspeicherung in Blei- oder Lithiumionen-Batterien. In einem Einfamilienhaus können damit Eigenverbrauchsanteile bis zu 60 Prozent erreicht werden. Zusätzliche Informationen finden Sie im Merkblatt «PV-Anlagen mit Batterien». In der Schweiz wurden Batteriespeicher früher vor allem bei PV-Anlagen ohne Netzanschluss (Inselbetrieb) eingesetzt. Immer häufiger kommen sie auch im Betrieb mit Netzeinspeisung zum Einsatz. Ende 2021 waren rund 35'000 solcher Speicher installiert.

Für die künftige Energieversorgung im Winter ist primär, durch verbesserte Wärme­dämmung, der Verbrauch an Heizenergie zu senken. Der Wärmebedarf kann dann durch Wärmepumpen, Solarwärme und Holzenergie gedeckt werden. Zur Stromversorgung muss der Solarstrom vor allem im Winter durch Wasserkraft, Windenergie und Biomasse-Kraftwerke ergänzt werden. Swissolar empfiehlt den Ausbau der Photovoltaik in der Schweiz auf eine Leistung von 50 Gigawatt bis 2050 (zwölfmal mehr als heute) mit einer Jahresproduktion von 45 Terawattstunden. Sommerliche Überschüsse können in Wasserstoff (Power-to-Gas) umgewandelt werden.