Die Photovoltaik, kurz PV, ist die Technologie, welche (Sonnen-)Licht in Strom umwandeln kann. Dieser Technik liegt der photoelektrische Effekt zugrunde. In der technischen Gebäudeausrüstung werden hierzu einzelne Module gleicher Bauart zu Reihen verschaltet, je nach Bauart der Module können diese etwa ein Fünftel der einfallenden Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln. Häufig gibt es Verwechslungen mit der Solarthermie, da sich die hierbei verwendeten Module optisch ähneln.

Drohnenaufnahme der Medl GmbH

Laut Prof. Dr. Volker Quaschning (04/19) kann in ganz Deutschland von einer installierten PV-Leistung in Höhe von 46 GW ausgegangen werden. Die angegebene Leistung von PV-Anlagen gilt immer für die maximal erwartete Sonneneinstrahlung, den so genannten „peak“, und wird daher als kWp (Kilowatt-peak) angegeben. Den Großteil der Betriebsstunden erbringt die PV-Anlage jedoch einen geringeren Ertrag als im Falle maximaler Sonneneinstrahlung, da die Photovoltaik wie auch die Windkraft stark wetterabhängig ist. Dies macht Zwischenspeicher für die gewonnene elektrische Energie erforderlich, um auch im Falle geringer Sonneneinstrahlung oder bei Dunkelheit Energie aus PV-Anlagen nutzen zu können.

Unter folgendem Link der Firma SMA Solar Technology AG , deren Komponenten auch im Projekt GreenEnergyFirst Anwendung finden, kann die aktuelle Leistung der deutschen PV-Anlagen anschaulich entnommen werden: https://www.sma.de/unternehmen/pv-leistung-in-deutschland.html

Zur Beschleunigung des Aufbaus der erneuerbaren Energien in Deutschland wurden in der Vergangenheit durch staatliche Förderung hohe Einspeisevergütungen für Strom aus PV-Anlagen gezahlt, diese lagen zum Teil sogar deutlich über dem Bezugspreis für private Endkunden. Die Erzeuger von Solarstrom haben also in der Regel Netzstrom bezogen und gleichzeitig Solarstrom ins öffentliche Netz eingespeist. Da diese Förderung für einen Teil der deutschen PV-Anlagen bereits zeitnah ausläuft bzw. für die geförderten Anlagen mittelfristig vollständig ausgelaufen sein wird, gibt es die Problematik unwirtschaftlicher PV-Anlagen und die Wirtschaftlichkeit für neue PV-Anlagen ist nur noch im Falle eines hohen Eigennutzungsanteils der durch die PV-Anlage erzeugten elektrischen Energie möglich.

Batteriespeicher sind häufig modular aufgebaute Speichersysteme, in denen (erneuerbarer Strom) zwischengespeichert werden kann. Dies kann die Eigenverbrauchsquote der an die PV-Anlage angeschlossenen Verbraucher signifikant erhöhen und somit maßgeblich zu einem wirtschaftlichen Betrieb beitragen. Da Batteriespeicher jedoch kostenintensiv sind, ist eine exakte Dimensionierung der Speichergröße erforderlich.

Drohnenaufnahme der Medl GmbH
Installierter Batteriespeicher
Bildquelle: Medl GmbH

Im Rahmen des Projektes GreenEnergyFirst wurde eine PV-Anlage mit 26 kWp auf den Dächern eines Häuserblocks im Quartier installiert sowie ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von 30 kWh in der Technikzentrale integriert. Der Ertrag der PV-Anlage wird, wenn möglich, unmittelbar durch die im Quartier angeschlossenen Wohneinheiten genutzt. Für den Fall, dass der Ertrag der PV-Anlage den Bedarf der angeschlossen Wohneinheiten übersteigt, wird mit dem überschüssigen Solarstrom der Batteriespeicher geladen. Erst wenn der Batteriespeicher vollkommen geladen ist und der Ertrag der Solaranlage höher als der Beedarf der angeschlossenen Wohnung ist, soll dieser Überschuss ins öffentliche Netz eingespeist werden.
Im Rahmen des Projekts wird mittels der Verwendung digitaler Stromzähler das Lastprofil der angeschlossenen Verbraucher ermittelt, um optimierte Lade-und Entladestrategien für den Batteriespeicher zu entwickeln und zu erproben.