In dieser Arbeit werden die Produktionsfaktoren und Einflussfaktoren, die für eine wirtschaftliche Betrachtung von Photovoltaikanlagen nötig sind, herausgearbeitet und erläutert.
Das Wort Photovoltaik ist eine Zusammensetzung aus dem griechischen Wort für Licht und dem Namen des Physikers Alessandro Volta. Dieser Begriff bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen.
Das technische Stromerzeugungspotenzial der Photovoltaik resultiert aus den für die Installation von Solarmodulen verfügbaren Fläche, dem regional unterschiedlichen Strahlungsangebot und der jeweiligen Anlagentechnik. Das Flächenpotenzial ermittelt sich aus den existierenden Dachflächen, einen Teil der Fassadenflächen und dem Teil der landwirtschaftlichen Nutzflächen, der für die Lebensmittelproduktion nicht benötigt wird. Zum Beispiel die jetzigen Stilllegungsflächen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Grundlagen der Energiegewinnung mittels Photovoltaik- anlagen
2.1. Funktionsweise der Photovoltaikanlagen
2.2. Technische Unterschiede der Module
2.2.1. Kristalline Siliziumzellen
2.2.2. Dünnschichtzellen
2.2.3. Farbstoffzellen
2.3. Das Strahlungsangebot als Einflussgröße der Energiegewinnung
2.3.1. Astronomische Gegebenheiten am Anlagenstandort
2.3.2. Meteorologische Bedingungen
2.3.3. Neigung und Ausrichtung
2.4. Strahlungsgewinn durch Nachführung einer PV-Anlage
2.5. Ermittlung des Strahlungsangebots
2.6. Stromeinspeisung
2.7. Verkabelung
2.8. Einspeisevergütung
2.9. Genehmigung
3. Benötigte Produktionsfaktoren
3.1. Standort/Gebäude
3.2. Zeitbedarf
3.3. Kapital
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die wesentlichen Produktions- und Einflussfaktoren, die für eine wirtschaftliche Planung und den Betrieb von Photovoltaikanlagen entscheidend sind, mit dem Ziel, deren Eignung als Einkommensalternative für landwirtschaftliche Betriebe zu bewerten.
- Technische Grundlagen und Unterschiede verschiedener Solarmodultypen
- Einfluss des standortabhängigen Strahlungsangebots auf den Energieertrag
- Anforderungen an Standortwahl (Dach, Fassade, Boden) und Genehmigungsprozesse
- Analyse des notwendigen Arbeitszeitbedarfs und der Finanzierungsfaktoren
Auszug aus dem Buch
2.1. Funktionsweise der Photovoltaikanlagen
Um aus Solarzellen elektrischen Strom erzeugen zu können, wird die Energie der Sonnenstrahlen benötigt. Diese bestehen aus vielen einzelnen Teilchen (Photonen), die die Energie transportieren. Die verschiedenen Photonen der Sonnenstrahlung haben unterschiedliche Intensitätsgrade wie beispielsweise UV- oder Infrarotstrahlung. Der größte Teil des von der Sonne als Strahlung kommenden Energiestroms wird im sichtbaren Bereich transportiert.
Solarzellen bestehen aus Halbleitern (meist Silizium), die mit Hilfe von Elektronen das Sonnenlicht absorbieren. Hierbei wird die Energie der Photonen auf die Elektronen des Absorbers übertragen. In der Solarzelle bewegen sich diese, bedingt durch die Halbleitereigenschaft der Zelle in eine Vorzugsrichtung und erzeugen so in einem geschlossenen Stromkreislauf elektrische Energie (KNAUPP und STAIß 2000).
Voraussetzung für die Absorption im Halbleitermaterial ist eine Mindestenergie der Photonen, die charakteristisch ist für das verwendete Solarzellen-Basismaterial. Photonen, deren Energie kleiner ist als die charakteristische Mindestenergie, werden nicht absorbiert und sind für den Halbleiter unbrauchbar. Photonen, deren Energie größer ist, können ihre Energie auf die Elektronen im Halbleiter übertragen, jedoch nur in Höhe der jeweiligen Mindestenergie (WÜRFEL 1995).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung erläutert die Zielsetzung der Arbeit, die darin besteht, wirtschaftlich relevante Produktions- und Einflussfaktoren für Photovoltaikanlagen zu analysieren.
2. Grundlagen der Energiegewinnung mittels Photovoltaik- anlagen: Dieses Kapitel behandelt die physikalische Funktionsweise von Solarzellen, die technischen Unterschiede der Module sowie externe Einflussgrößen wie das Strahlungsangebot und rechtliche Rahmenbedingungen.
3. Benötigte Produktionsfaktoren: Hier werden die essenziellen betriebswirtschaftlichen Faktoren wie Standortanforderungen, Zeitaufwand für Installation und Wartung sowie Finanzierungsaspekte detailliert betrachtet.
Schlüsselwörter
Photovoltaikanlagen, Energiegewinnung, Solarmodule, Siliziumzellen, Strahlungsangebot, Erneuerbare-Energien-Gesetz, Einspeisevergütung, Wirtschaftlichkeit, Standortwahl, Flächennutzungsplan, Modulwirkungsgrad, Investitionskapital, Betriebsdauer, Ertragsprognose
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der wirtschaftlichen Analyse von Photovoltaikanlagen unter besonderer Berücksichtigung technischer und betriebswirtschaftlicher Faktoren für landwirtschaftliche Betriebe.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die Technik der Solarmodule, die meteorologischen und astronomischen Einflüsse auf den Ertrag, rechtliche Genehmigungsfragen sowie die Produktionsfaktoren Standort, Zeit und Kapital.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, die für eine wirtschaftliche Betrachtung notwendigen Einflussfaktoren herauszuarbeiten und zu erläutern, um eine Einschätzung über die Eignung der Photovoltaik als Einkommensquelle zu ermöglichen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden technisches Grundwissen, standortspezifische Strahlungsdaten, rechtliche Bestimmungen des EEG und eigene Berechnungen zum Zeitaufwand für die Installation und Wartung kombiniert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technische Funktionsweise, die Analyse des Strahlungsangebots, die Faktoren der Stromeinspeisung und Genehmigung sowie die Bewertung der benötigten Produktionsfaktoren für verschiedene Anlagetypen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Photovoltaik, Wirkungsgrad, Strahlungskarten, Einspeisevergütung, Siliziummodule und Wirtschaftlichkeit.
Warum ist die Wahl des Modultyps für die Wirtschaftlichkeit entscheidend?
Verschiedene Zelltypen (monokristallin, polykristallin, amorph) weisen unterschiedliche Wirkungsgrade, Kostenstrukturen und Eignungsprofile auf, die direkt den Energieertrag pro Flächeneinheit beeinflussen.
Welche Rolle spielt das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) für den Betreiber?
Das EEG regelt die Einspeisevergütung, die für die Planungssicherheit über eine Laufzeit von 20 Jahren sowie für die Wirtschaftlichkeitsberechnung des Vorhabens von zentraler Bedeutung ist.
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- Stefan Middendorf (Author), 2004, Energiegewinnung durch Photovoltaikanlagen, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/283749
