Zapf die Sonne an!

Die Sonne spielt als Energiequelle neben Wind- und Wasserkraft eine zunehmend wichtige Rolle. Ohne Nutzung von solarer Energie ist der Ausstieg aus Kohle- und Atomkraft nicht möglich. Und ohne Energiewende haben wir keine Chance im Klimanotstand.

Dr. Manfred Fuhrich

Wozu ist die Sonne eigentlich da? Nachts scheint sie nicht und tagsüber ist es sowieso hell.“ Es gibt sicherlich noch mehr Missverständnisse, doch dies ist das schönste. Die einen sind Sonnenanbeter, die anderen leiden an Sonnenbrand. Dabei sind die Sonne und ihre Kraft ein schönes Geschenk der Natur. Geschenke sind kostenlos, der fortgesetzte Raubbau an der Natur hingegen wird sehr teuer.

Der Großteil des Ökostroms in Deutschland wird aus Wind- und Wasserkraft gewonnen. Nur acht Prozent der Bruttostromerzeugung werden aktuell aus Sonnenkraft gewonnen. Wir verschenken also Potenziale kostenloser Energie. In Deutschland liefern laut Fraunhofer Institut 1,7 Millionen Solaranlagen eine Einspeisung von insgesamt fast 50 Terawattstunden. Das sind 50.000.000.000 Kilowattstunden – ausreichend für 16.000.000 Haushalte.

Strom aus Sonnenenergie? Wie das?

Solarzellen wandeln durch einen physikalischen Effekt einfallende Lichtenergie in elektrische Energie um. Sie werden aus Silizium gewonnen, also eigentlich aus Sandkörnern. Eine einzelne Solarzelle ist etwa so groß wie eine Handfläche. Mehrere Solarzellen werden in größere Solarmodule zusammengeschaltet. Der gewonnenen Strom steht als 12-Volt-Gleichstrom zur Verfügung. Wir brauchen aber für den Hausgebrauch 220-Volt-Wechselstrom. Mittels Wechselrichter kann der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden. Die Sonne liefert in unseren Breiten maximal ein Kilowatt pro Quadratmeter – unter optimalen Bedingungen. Etwa 14 bis 17 Prozent dieser Sonnenenergie kann ein Solarmodul in elektrische Energie umwandeln.

Großprojekte prägen öffentliche Wahrnehmung

Die öffentliche Diskussion wird vor allem durch Großprojekte geprägt. Spektakulär sind großflächige Solarparks, wie etwa in Marokko oder Spanien. Auch große Energiekonzerne haben das Potenzial der Solarenergie entdeckt und längst schon den Umstieg von fossiler Energie auf Sonnenenergie eingeleitet. Auf Bahnreisen kann man entlang der Strecken große Solaranlagen entdecken. Sie erscheinen jedoch nicht so spektakulär wie Windräder. Sie sind auch nicht so ideologisch umkämpft. Aber auch diese sind auf leistungsfähige Stromnetze und Energietrassen angewiesen.

 

Dezentral – erste Wahl

Im folgenden soll das Potenzial lokaler und insbesondere privater Anwendungen referiert werden. Hierzu gehören neben kleinen „Insellösungen“ und privaten „Balkonkraftwerken“ auch solche Anlagen, die als typische Dachanlagen auf Wohngebäuden, Bürokomplexen und Gewerbeflächen installiert sind. Fangen wir klein an. Denn gerade im Kleinen sind die hervorragenden Chancen noch nicht ausreichend bekannt.

1. INSELLÖSUNGEN

Ein Solarmodul wird mit einem Verbraucher, zum Beispiel einem LED-Leuchtmittel, verbunden. Je nach Einstrahlungsintensität leuchtet die Lampe. Ein Solarakku kann die gewonnene Energie auch speichern und nach Bedarf abgeben. Möglicher Anwendungszweck im privaten Bereich ist das Aufladen der Akkus von Mobiltelefonen, Notebooks oder Taschenlampen. Aber auch Straßenbeleuchtungen und Parkscheinautomaten funktionieren auf diese Weise. Es sind Insellösungen, weil es keine Verbindung zu vorhandenen öffentlichen Stromnetzen gibt. Installation und Betrieb sind problemlos; wer ein Mobiltelefon hat, ist bereits mit dieser Technologie vertraut. Campingfreund*innen nutzen dies seit Jahren. Inzwischen sind auch mobile Insellösungen auf dem Markt. Für alle Insellösungen sind spezielle Solarakkus notwendig. Wenn nur 12Volt-Verbraucher angeschlossen werden, z.B. für Camping, dann braucht man kein Wechselrichter für 220 Volt Wechselspannung.

                 

Ein Solarmodul mit 100 Watt und einer Größe von 0,7 Quadratmetern kostet 50 bis 70 Euro. Ein Solarregler kostet 20 bis 30 Euro, und ein Akku 20 bis 200 Euro je nach Größe. Der Einspareffekt steht hier weniger im Vordergrund, vielmehr die autarke Stromversorgung. Dies gilt insbesondere dort, wo kein Stromnetz zur Verfügung steht.

2. BALKONKRAFTWERKE

Solarmodule werden an die Balkonbrüstung montiert; daher der Name Balkonkraftwerk. Sie können aber auch anderswo aufgestellt werden: im Garten, auf dem Garagendach oder dem Schuppen. Die Größe beträgt etwa einen bis zwei Quadratmeter. Der gewonnene Strom wird über einen Stecker exklusiv in das Stromnetz des privaten Haushaltes gespeist. Anlagen mit bis zu 600 Watt sind privat zulässig und bedürfen keiner Genehmigung. Bei Mietwohnungen ist allerdings die Zustimmung der Eigentümerin oder des Eigentümers notwendig. Überschüssiger Strom wird nicht in das allgemeine Stromnetz gespeist. Es gibt also keine Vergütung für derlei privat erzeugten Strom.

Diese Art der privaten Energieerzeugung wurde in den Anfängen auch als „Guerilla-Kraftwerk“ bezeichnet, weil man so Strom für sich selbst erzeugen kann – ohne Lieferung von Energieunternehmen. Noch heute erschweren einzelne Energieunternehmen diese Nutzungsform, weil sie befürchten, dass sich der Stromzähler rückwärts dreht, wenn also mehr Strom im Haushalt produziert wird als verbraucht. Doch dies ist bei neuen Stromzählern technisch ausgeschlossen. Zumal die maximale Leistung eines privaten Hauskraftwerkes auf 600 Watt Anschlussleistung rechtlich begrenzt ist.

Die Kosten für eine solche Minianlage liegen bei 700 Euro. Der zu erwartende finanzielle Einspareffekt ergibt sich aus der Differenz vom eingesparten Netzstrom (derzeit 30 Cent pro Kilowattstunde) und den eigenen Energiekosten von 10 Cent pro Kilowattstunde. Weiterführende Informationen gibt die Verbraucherzentrale NRW.

3. SOLARDÄCHER

Eine aufwändigere Anlage besteht aus mehreren Solarmodulen, die fest auf dem Dach montiert werden. Über einen Wechselrichter wird der Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom umgewandelt. Diese Anlage versorgt zunächst den eigenen Haushalt; möglicher Überschuss wird in das örtliche Stromnetz gespeist. Gesetzlich ist der örtliche Grundversorger verpflichtet, den gelieferten Strom mit zur Zeit 0,10 Euro pro Kilowattstunde zu vergüten. Durch den Eigenverbrauch spart man 0,30 Euro pro Kilowattstunde. Wegen dieser Kostendifferenz lohnt es sich, möglichst viel Eigenstrom zu nutzen. Von Vorteil ist es zudem, einen angemessenen Speicher zu installieren, um die leistungsschwachen Zeiten zu überbrücken. Ein Mehrbedarf aus dem Netz muss nämlich zum üblichen Tarif zugekauft werden.

 

    

Die Kosten für eine Solardachlösung liegen bei etwa 1.000 Euro pro Kilowatt Leistung. Ein Speicher mit einer Größe von 400 Wattstunden kostet zusätzlich etwa 400 Euro und mehr. Die Anlage muss bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Es gibt staatliche Fördermittel auf Antrag. In Bonn gibt es einen Solardachkataster mit Angaben für jedes einzelne Dach: https://stadtplan.bonn.de/cms/cms.pl?Amt=Stadtplan&set=0_0_0_0&act=0. Auf dieser Basis kann ermittelt werden, ob ein Dach für eine Photovoltaikanlage geeignet ist und welcher Ertrag zu erwarten hat. Dort gibt es auch Hinweise zur Installation einer Photovoltaikanlage.

 Viele Gewerbefirmen und Läden des Einzelhandels haben bereits ihre großen Dachflächen mit Solarmodulen belegt, um den Verbrauch in ihrem Bestand mit Sonnenenergie zu optimieren. Als lokale Beispiele sind die Supermärkte von ALDI und eine Schreinerei in Bonn-Pennenfeld zu nennen. Auch Wohnungsunternehmen haben den Vorteil erkannt, ihre großen Dachflächen oder Häuserfronten für solare Energiezwecke zu nutzen.

Pioniere des Ökostroms wie zum Beispiel Greenpeace Energy oder naturstrom unterstützen mit ihrem Knowhow private Anlagen und bürgerschaftliche Initiativen. Bundesweit haben sich 68 innovative Energiegenossenschaften als Bürgerwerke zusammengeschlossen; im Bonner Raum die BürgerEnergie Rhein-Sieg.

4. VERNETZTE SOLARKRAFTWERKE

Eine neue Entwicklung liegt in der vernetzten Erzeugung von Solarstrom durch private Solaranlagen im gemeinschaftlichen Verbund. Innovative Anbieter bieten die Möglichkeit, den eigenen überschüssigen Strom in einen exklusiven Verbund aller Teilnehmer*innen zu speisen. Der  Überschuss wird dezentral gespeichert und kann individuell nach Bedarf abgerufen werden. Solche „virtuellen“ Speicher in gemeinschaftlicher Hand bieten eine optimale Nutzung, weil in diesem Verbund viele private „Erzeuger*innen“ Strom einspeisen und als „Konsument*innen“ abrufen. Der Markt für solche Dienstleistungen ist noch in der Entwicklung. Es gibt unterschiedliche Kostenstrukturen in Abhängigkeit von Anlagengröße und Energiebedarf. Pioniere für Angebote dezentraler Vernetzung sind die Firmen SENIC und Sonnen.

 PROBLEM SPEICHER

Wie eingangs bereits erwähnt, scheint die Sonne nicht in der Nacht, und tagsüber ist es hell. Bei Tag wird zumindest kein Beleuchtungsstrom benötigt. Um die gewonnene, aber nicht sofort benötigte Energie zu nutzen, bedarf es spezieller Akkus als Solarspeicher. Dabei gibt es zwei Anforderung: der tageszeitliche Ausgleich einerseits und die unterschiedlichen Sonnenintensitäten  der  Jahreszeiten andererseits. Solarakkus sind immer noch recht teuer. Insgesamt gibt es weiterhin ein großes Problem bei der Fertigung und Bereitstellung preisgünstiger Speicher. Es werden viele technische Möglichkeiten der Speicherung getestet. Solange dieses Problem noch ungelöst ist, erscheint die Einspeisung nicht sofort benötigter Solarenergie in das örtliche Netz am naheliegendsten, auch wenn die Vergütung gemäß Energieeinspeisegesetz (EEG) immer geringer wird.

FAZIT

Vorteile der privaten Nutzung von Solarenergie: Unabhängigkeit von Strompreisen am Markt, Beitrag zum Umweltschutz, keine (beziehungsweise geringe) Betriebskosten, staatliche Fördermittel. Nachteile privater größerer Solaranlagen: einmaliger hoher Investitionsaufwand, Genehmigungspflicht für größere Anlagen, erst nach zwei Jahren ist die Herstellungsenergie wieder ausgeglichen, der Amortisationszeitraum der Investition liegt bei etwa zehn Jahren. Trotz der Problematik der Speicherung lohnt sich die private Nutzung von Sonnenenergie. Auch wenn es sich nicht in jedem Fall „rechnet“, bleibt doch die befriedigende Haltung, durch persönliches ökologisches Handeln etwas für eine nachhaltige Entwicklung beitragen zu können. Die Sonne schenkt uns unendlich viel Energie. Nutzen wir sie!

Erschienen in der BUZ 4_20