Glossar: Fachbegriffe aus dem Bereich klimaneutrale Gebäude und Quartiere

Die Abfallvermeidungshierachie oder Abfallhierarchie wird im Kreislaufwirtschaftsgesetz (KRWG) in § 6 als Grundsatz der Abfallvermeidung und -bewirtschaftung definiert. Sie beinhaltet folgende Maßnahmen:
1. 1. Vermeidung
2. 2. Vorbereitung zur Wiederverwendung
3. 3. Recycling
4. 4. sonstige Verwertung, insbesondere energetische Verwertung und Verfüllung
5. 5. Beseitigung
In der Elektrotechnik steht AC für Wechselstrom (alternating current auf Englisch). Bei Wechselstrom wechselt sich die Stromrichtung periodisch. In Europa beträgt die Frequenz für Netzwechselstrom 50 Hz. Da die PV-Anlage Gleichstrom erzeugt, muss dieser über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden. So kann er ins Stromnetz eingespeist oder zur Stromversorgung im Gebäude verwendet werden.
AC-Nennleistung bezieht sich in der Regel auf die maximale Leistung, die ein Wechselstrom-Generator oder ein Wechselrichter erzeugen kann, wenn er unter optimalen Bedingungen arbeitet. Die Nennleistung wird normalerweise in Watt (W) oder Kilowatt (kW) gemessen.

Im Zusammenhang mit Photovoltaik-Systemen bezieht sich die AC-Nennleistung typischerweise auf die maximale Leistung, die ein Wechselrichter aus dem von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln kann. Die Leistung des Wechselrichters ist abhängig von Umweltfaktoren wie Temperatur, Verschattung und Ausrichtung der Module.

Die AC-Nennleistung ist eine wichtige Größe bei der Planung und Installation von Photovoltaik-Systemen.
Solarmodule erzeugen Gleichstrom (DC) (direct current auf Englisch). Ein Wechselrichter ist in diesem System ein wesentliches Bauteil, das den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt. Ist ein Wechselrichter mit dem restlichen System verbunden, dann ist er "AC-seitig" angeschlossen ist. Das bedeutet, dass der Wechselrichter mit dem AC-Netz oder mit der AC-Last (z.B. einem Haus oder einem Gewerbebetrieb) verbunden ist und dort seine AC-Energie ausgibt.
Die Anlagenaufwandszahl e_P stellt das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen dar und ist somit der Kehrwert des Nutzungsgrades. Die Verluste des Heizungssystems werden unter Berücksichtigung der Primärenergiefaktoren für die eingesetzten Energieträger in der Anlagenaufwandszahl e_P zusammengefasst.

Eine kleine Aufwandszahl kennzeichnet ein energetisch günstiges System. Bei Wohngebäuden ergibt bspw. die Summe aus Heizwärme- und Warmwasserwärmebedarf multipliziert mit der Anlagenaufwandszahl den Jahresprimärenergiebedarf Q_P.

Q_P = (Q_h + Q_tw) × e_P
Die Aufdachmontage von PV-Elementen ist eine gängige Methode zur Installation von Photovoltaik-Systemen auf Dächern von Gebäuden. Bei der Aufdachmontage werden die Solarmodule auf einem speziellen Montagesystem montiert, das in der Regel mit Dachhaken auf der Tragkonstruktion des Daches befestigt wird. Dabei sind vor allem die statischen Anforderungen von Wind-Sog- und Schneelasten zu beachten. Da die Befestigungselemente ebenso wie die Leitungen regelmäßig durch die Dachhaut geführt werden müssen, sind auch die Einwirkungen auf diese Bauteile zu beachten. Besondere statische Anforderungen ergeben sich bei sog. Aufsparren-Dämmungen in Verbindung mit der Aufdach-Montage.

Ein Battery Management System (BMS) wird bei Photovoltaik-Systemen mit Batteriespeichern eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Batterien sicher, effizient und zuverlässig betrieben werden.

Das BMS überwacht die Leistung und den Zustand der Batterie und regelt den Lade- und Entladeprozess, um eine Überladung, Überentladung oder Überhitzung der Batterie zu vermeiden. Es sorgt auch für eine gleichmäßige Verteilung der Ladung auf alle Zellen der Batterie, um deren Lebensdauer zu verlängern. Das BMS kann auch Daten über den Zustand der Batterie sammeln und an den Betreiber des Photovoltaik-Systems übertragen. Dies ermöglicht eine Überwachung der Leistung des Systems und eine frühzeitige Erkennung von Problemen, die eine Wartung oder Reparatur erfordern.

Insgesamt trägt ein BMS dazu bei, die Leistung, Sicherheit und Lebensdauer der Batterie in einem Photovoltaik-System zu optimieren, was letztendlich zu einer höheren Effizienz und Rentabilität des Systems führt.
Ein Blitzschutzsystem ist bei Photovoltaik-Anlagen wichtig, da es das Solarmodul-System und andere Komponenten vor den Auswirkungen von Blitzschlägen schützt.

Photovoltaik-Anlagen bestehen aus verschiedenen elektrischen und elektronischen Komponenten, die empfindlich auf die hohen Spannungen und Ströme eines Blitzschlags reagieren können. Ein Blitzschlag kann Schäden an den Solarmodulen, Wechselrichtern, Kabeln und anderen Komponenten verursachen und sogar zu einem Brand führen.

Ein Blitzschutzsystem besteht aus einem Blitzableiter und Erdungsanlagen, die Blitzenergie in den Boden ableiten. Der Blitzableiter wird auf dem Dach des Gebäudes installiert, um die Energie des Blitzes abzuleiten, bevor sie in das Solarmodul-System gelangt. Die Erdungsanlage ist mit dem Blitzableiter und dem Solarmodul-System verbunden und leitet die Energie in den Boden ab.

Durch die Installation eines Blitzschutzsystems können Schäden an der Photovoltaik-Anlage vermieden werden. Darüber hinaus kann ein ordnungsgemäß installiertes Blitzschutzsystem auch dazu beitragen, die Sicherheit von Personen und Gebäuden zu gewährleisten, da es die Wahrscheinlichkeit von Brand- und Sicherheitsrisiken verringert.
Brettschichtholz und Brettsperrholz sind industriell gefertigte Holzbauteile. Brettschichtholz besteht aus mindestens drei miteinander verklebten Brettern oder Brettlamellen und hat eine bis zu 50 Prozent höhere Tragfähigkeit als übliches Bauholz. Es wir vor allem im Ingenieurholzbau verwendet, z. B. als Brettschichtbinder. Brettsperrholz ist ein massives flächiges Holzprodukt, das aus mindestens drei verklebten Lagen von Schnitthölzern besteht. Es wird meist für tragende Zwecke, wie z. B. Platten- oder Scheibenelelemente eingesetzt.

Organische Materialien, wie Holz, Hanf, Stroh etc., binden während ihrer Wachstumsphase Kohlenstoff aus der Atmosphäre. So lange sie verbaut sind, ist diese gebundene Menge an Kohlenstoff gespeichert. So können organische Baustoffe mehr CO₂ binden, als für ihre Herstellung aufgewendet wird. Sie haben somit eine wesentlich bessere Ökobilanz als bspw. Materialien wie Beton oder Metall, die überlicherweise in einem sehr energieintensiven Herstellungsprozess produziert werden.

Dachhaken sind eine Art von Montagezubehör, das bei der Installation von Solaranlagen auf schrägen Dächern verwendet wird. Dachhaken werden grundsätzlich an den Dachsparren befestigt und dienen als Verbindungspunkt für die Montageschienen, auf denen die Solarpaneele befestigt werden.

Dachhaken sind ein wichtiger Bestandteil einer PV-Installation, da sie die Last der Solarpaneele auf das Dach und die Gebäudestruktur übertragen. Es ist wichtig, dass sie korrekt und sicher installiert werden, um eine langfristige und zuverlässige Leistung der Solaranlage zu gewährleisten.
Bei der dachintegrierten PV-Montage werden die Solarzellen in die Dachoberfläche eines Gebäudes integriert. Dadurch ergibt sich eine ästhetisch ansprechende Lösung, da die Solarzellen nahtlos in das Dach integriert und nicht als aufgesetztes Modul sichtbar sind. Dabei werden rahmengebundene Lösungen sowie Lösungen, die die Dachdeckung ersetzen, unterschieden. Die Montage der Module gehört demzufolge in das Gewerk des Dachdeckerhandwerks. Die Module sind in der Regel mit speziellen Hinterlüftungen ausgestattet um mögliche Leistungsverluste durch Überhitzung zu verhindern. Von Vorteil ist, dass die Verkabelung geschützt erfolgt. Die Verlegung kann auch bei Aufsparrendämmungen ohne zusätzliche, statisch zu bemessende Verstärkungselemente erfolgen, da sie wie das Bedachungsmaterial verlegt werden.
Die Dachpacht bei PV bezieht sich auf ein Miet- oder Pachtmodell, bei dem ein Dach oder eine andere geeignete Fläche auf einem Gebäude an einen Solaranlagenbetreiber vermietet wird, um darauf Solarmodule zu installieren und Sonnenenergie zu erzeugen.

Das Pachtmodell ermöglicht es dem Solaranlagenbetreiber, eine erneuerbare Energiequelle auf dem Dach oder der Fläche eines Gebäudes zu nutzen, ohne das Grundstück oder das Gebäude selbst besitzen zu müssen. Im Gegenzug erhält der Besitzer des Gebäudes oder Grundstücks eine Miet- oder Pachtzahlung vom Solaranlagenbetreiber, der die Solarmodule installiert und die erzeugte Solarenergie verkauft.

Das Dachpachtmodell ist eine Möglichkeit für Gebäudeeigentümer, ihre Gebäude zu nutzen, um die Umstellung auf erneuerbare Energien zu fördern und gleichzeitig Einkommensmöglichkeiten zu schaffen.
Ein Datenlogger ist eine elektronische Komponente, die bei Photovoltaik-Anlagen eingesetzt wird, um verschiedene Daten und Informationen über die Leistung der Anlage zu sammeln, zu speichern und zu analysieren.

So werden im Rahmen des Anlagenmonitorings Informationen wie die erzeugte Stromstärke, Spannung und Leistung, sowie Daten über die Betriebszeit und Betriebsbedingungen der Anlage in Echtzeit oder regelmäßig gesammelt und in einer Datenbank oder einem Speichergerät gespeichert.
DC steht für Direct Current, was auf Deutsch Gleichstrom bedeutet. In Bezug auf Photovoltaik-Anlagen bezieht sich DC auf die Art des Stroms, der von den Solarmodulen erzeugt wird.

Photovoltaik-Module wandeln das Sonnenlicht in Gleichstrom um, der dann zu einem Wechselrichter geleitet wird, der ihn in Wechselstrom umwandelt. Wechselstrom (AC) ist der Strom, der normalerweise in elektrischen Netzen verwendet wird, um elektrische Geräte mit Strom zu versorgen.
Diffuse Strahlung ist eine Form von Sonnenlicht, die von Wolken, Nebel oder anderen Objekten in der Atmosphäre gestreut wird und von verschiedenen Richtungen auf die Erdoberfläche trifft. Im Gegensatz dazu ist die direkte Sonnenstrahlung das Licht, das direkt von der Sonne kommt und die Erdoberfläche erreicht.

Bei Photovoltaik-Anlagen ist die diffuse Strahlung ein wichtiger Faktor für die Energieerzeugung. Die Leistung von PV-Modulen hängt direkt von der Menge des auf sie einfallenden Sonnenlichts ab. Diffuse Strahlung trägt dazu bei, die Menge des auf die Module einfallenden Lichts zu erhöhen.

Die diffuse Strahlung führt jedoch auch zu einer geringeren spezifischen Energie, da das gestreute Licht eine geringere Intensität hat als das direkte Sonnenlicht. PV-Module erzeugen in der Regel bei diffusem Licht weniger Energie als bei direktem Sonnenlicht.

Um die Energieerzeugung von PV-Anlagen zu maximieren, müssen die spezifischen Anforderungen des Standorts berücksichtigt werden, einschließlich der Menge und Art des Sonnenlichts, das auf die Module fällt. Einige Anlagen können so ausgelegt sein, dass sie besonders gut für diffuse Strahlung geeignet sind, indem sie beispielsweise spezielle Gläser oder Beschichtungen aufweisen, die das gestreute Licht besser einfangen.

Das EEG ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz in Deutschland. Die EEG-Inbetriebnahme bezieht sich auf den Zeitpunkt, zu dem eine erneuerbare Energieanlage (wie eine Photovoltaik-Anlage) erstmals in Betrieb genommen wird und dadurch Anspruch für den Betreiber auf eine EEG-Vergütung entsteht.

Die Höhe der EEG-Vergütung hängt von verschiedenen Faktoren ab, z.B. dem Installationszeitpunkt, der Größe der Anlage, dem Einspeisetarif und dem Strommix im Netz. Die Vergütung wird in der Regel für eine bestimmte Dauer garantiert (in der Regel 20 Jahre), danach erfolgt eine Abrechnung auf Basis des aktuellen Marktpreises für Strom. Die EEG-Inbetriebnahme ist ein wichtiger Schritt für Betreiber von erneuerbaren Energieanlagen, da sie sicherstellt, dass sie eine garantierte Einspeisevergütung erhalten und die Investitionskosten für die Anlage über die Dauer der Vergütungsperiode amortisiert werden können.
Ein Einspeisezähler oder Zweirichtungszähler ist ein spezieller Stromzähler, der bei Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) eingesetzt wird, um die Menge an Strom zu messen, die von der Anlage ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

PV-Anlagen produzieren Gleichstrom, der in Wechselstrom umgewandelt wird, um ihn in das öffentliche Stromnetz einspeisen zu können. Der Zweirichtungszähler misst den Stromfluss in beide Richtungen: er misst, wie viel Strom die PV-Anlage produziert und in das öffentliche Stromnetz einspeist und gleichzeitig misst er, wie viel Strom aus dem öffentlichen Netz entnommen wird, um die Haushalte oder die Anlage selbst zu versorgen, wenn die PV-Anlage nicht genug Strom produziert.

Dieser Zähler ist notwendig, um sicherzustellen, dass der Betreiber der PV-Anlage eine korrekte Abrechnung erhält. Die Installation eines Einspeisezählers oder Zweirichtungszählers ist in vielen Ländern eine gesetzliche Vorschrift und ist ein wichtiger Teil der Anmeldung der PV-Anlage beim Netzbetreiber.
Der Endenergiebedarf ist die (berechnete) Menge an Energie, die der Anlagentechnik (Heizung, Lüftung, Warmwasserbereitung, Kühlung, Beleuchtung) zur Verfügung gestellt wird, um die festgelegte Rauminnentemperatur, die Erwärmung des Warmwassers und die gewünschte Beleuchtungsqualität über das ganze Jahr sicherzustellen. Im Endenergiebedarf ist die für den Betrieb der Anlagentechnik benötigte Hilfsenergie mit einbezogen. Die Endenergie ist die Menge an Energie, die der Verbraucher für eine bestimmungsgemäße Nutzung unter normativen Randbedingungen benötigt. Der Endenergiebedarf wird vor diesem Hintergrund nach verwendeten Energieträgern angegeben; Übergabeschnittstelle ist die Gebäudehülle.
Ersatzstrom bei Solaranlagen bezieht sich auf die Möglichkeit, im Falle eines Stromausfalls oder einer Unterbrechung der Stromversorgung durch das öffentliche Netz eine alternative Stromquelle zu nutzen, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten.

In der Regel werden Solaranlagen so konzipiert, dass sie bei Stromausfall oder einer Netzunterbrechung automatisch abschalten, um eine Gefährdung des Stromnetzes und der Verbraucher zu vermeiden. Wenn jedoch eine ununterbrochene Stromversorgung notwendig ist, kann ein Ersatzstromsystem installiert werden.

Ein Ersatzstromsystem bei Solaranlagen kann aus einem Akkumulatorsystem oder einem Dieselgenerator bestehen, der den Strombedarf während der Stromunterbrechung deckt. Die Größe des Ersatzstromsystems hängt von verschiedenen Faktoren ab, z.B. der Anzahl der angeschlossenen Verbraucher und der Dauer der erwarteten Stromunterbrechung.

Die Installation eines Ersatzstromsystems kann die Energieversorgungssicherheit erhöhen und den Betrieb von kritischen Verbrauchern, z.B. medizinischen Geräten oder Industrieanlagen, gewährleisten. Ein Ersatzstromsystem ist in der Regel mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Eine Ertragsprognose bei PV bezieht sich auf eine Vorhersage des erwarteten Stromertrags einer Photovoltaik-Anlage über einen bestimmten Zeitraum, basierend auf verschiedenen Faktoren wie der Größe der Anlage, der Ausrichtung und Neigung der Module, der Intensität der Sonneneinstrahlung, der Umgebungstemperatur und anderen meteorologischen Bedingungen.

Die Ertragsprognose ist ein wichtiger Aspekt bei der Planung und Auslegung einer PV-Anlage, da sie eine Vorstellung davon gibt, wie viel Strom die Anlage produzieren wird und wie rentabel die Investition sein wird. Ertragsprognosen werden in der Regel mithilfe von speziellen Software-Tools und Algorithmen erstellt, die auf historischen Wetterdaten und anderen Faktoren basieren. Die Prognose kann für verschiedene Zeiträume erstellt werden, z. B. für den Tages-, Wochen-, Monats- oder Jahresertrag der Anlage. Die Ertragsprognose ist eine wichtige Grundlage für die Finanzierung von PV-Projekten und wird oft von Finanzinstituten, Investoren und Versicherern verlangt, um das Risiko und den Ertrag der Investition zu bewerten.

Das Lichtspektrum der Lichtquelle beeinflusst die vom Menschen wahrgenommene Farbe des angeleuchteten Objekts. Bei einer schlechten Farbwiedergabe erscheinen rote Gegenstände beispielsweise eher als orange. Dieser Umstand wird durch den Farbwiedergabeindex (R_a-Wert) auch CRI-Wert (Color Rendering Index) genannt ausgedrückt. Eine Farbwiedergabe, also ein R_a-Wert, von 100 ist das theoretische Optimum und Werte über 80 werden als gut empfunden.

Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV, engl. Building Integrated Photovoltaics) bezeichnet die Integration von Photovoltaik-Elementen in die Gebäudehülle. Dabei können die PV-Elemente verschiedene Funktionen erfüllen, beispielsweise als Fassadenelemente oder als Dachfläche. Im Gegensatz zur Aufdachmontage, bei der die PV-Module auf bestehende Dächer aufgesetzt werden, werden bei der BIPV die PV-Elemente direkt in die Gebäudestruktur integriert. Dadurch können Architektur und Energieerzeugung miteinander verschmelzen und eine ästhetisch ansprechende Lösung bieten.
Die Gebäudenutzfläche A_Nstellt die Fläche dar, auf die sich der Kennwert eines Energiebilanzverfahrens bezieht. Sie wird bei Wohngebäuden nach GEG aus dem beheizten Gebäudevolumen (V_e) abgeleitet: A_N=0,32 m^-1V_e. Bei einer lichten Geschosshöhe (h_G) unter 2,50 m oder über 3,00 m errechnet sich die Gebäudenutzfläche wie folgt: A_N = [(1/h_G)-0,04 m^-1] V_e. Die Gebäudenutzfläche ist vor allem bei kleineren Gebäuden meist deutlich größer als die Wohn- und Nutzfläche, da das gesamte beheizte und quasi beheizte Volumen in Bezug genommen wird. Die Energiebezugsfläche in der GEG ist die Gebäudenutzfläche A_N.
Die durch eine Scheibe dringende Strahlungsenergie wird mit dem Gesamtenergiedurchlassgrad g bestimmt und ist das Produkt aus dem primären Transmissionsanteil der Strahlung und der absorbierten und verzögert abgegebenen sekundären Wärmeenergie in den Raum. Diese Größe wird allgemein als Energieeintragskennwert für Verglasungen (g-Wert) verwendet. Sie ist ein Maß für den Sonnenschutz.
Das Global Warming Potential (GWP) gibt bezogen auf einen Zeithorizont von 100 Jahren an, in welchem Umfang das Kältemittel zur globalen Erwärmung beiträgt. Als Referenzsubstanz wird CO₂ mit einem GWP von 1 verwendet. Im Ergebnis entsteht der GWP-Wert, welcher das relative Treibhauspotenzial des Kältemittels in Bezug auf CO₂, auch als CO₂-Äquivalent bezeichnet, definiert. Je höher der GWP-Wert ist, desto klimaschädlicher ist das Kältemittel.

Eine Inselanlage bei PV bezieht sich auf eine Art von Photovoltaik-Anlage, die unabhängig vom Stromnetz betrieben wird und in der Regel für den Einsatz an Orten ohne Zugang zum Stromnetz konzipiert ist.

Eine Inselanlage besteht typischerweise aus Photovoltaik-Modulen, die aufgeständert oder auf einem Dach montiert sind, einem Laderegler, der die von den PV-Modulen erzeugte Energie in Batterien speichert, sowie einem Wechselrichter, der den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom für den Einsatz in elektrischen Geräten umwandelt.

Die Größe einer Inselanlage hängt von der benötigten Leistung ab und kann für den Einsatz in Wohnmobilen, Hütten, Booten, Telekommunikationseinrichtungen oder für die Versorgung abgelegener Gemeinden ausgelegt sein. Ein wichtiger Faktor bei der Auslegung einer Inselanlage ist die Bestimmung des Energiebedarfs und die Größe der Batteriebank, um sicherzustellen, dass der Bedarf auch bei schlechten Wetterbedingungen oder bei hoher Nachfrage gedeckt werden kann.

Leistungsoptimierer bei PV beziehen sich auf eine Technologie, die bei der Installation von Photovoltaik-Anlagen eingesetzt wird, um die Leistung von Solarzellen zu maximieren und die Gesamtleistung der Anlage zu verbessern. Leistungsoptimierer sind elektronische Geräte, die zwischen jedem Solarmodul und dem Wechselrichter installiert werden. Sie überwachen den Strom und die Spannung von jedem Solarmodul und passen die Leistung der einzelnen Module individuell an, um den Energieertrag zu maximieren und den Einfluss von Verschattungen, Verschmutzungen oder Temperaturschwankungen zu minimieren. Durch diese Anpassung kann der Ertrag der PV-Anlage gesteigert werden. Leistungsoptimierer sind in der Regel auch mit Überwachungssystemen verbunden, die den Betriebszustand der PV-Anlage überwachen und den Benutzer über Probleme oder Ineffizienzen informieren können.
Eine weitere planungsrelevante Größe ist der Wartungswert einer Leuchte. Dieser berücksichtigt den Rückgang des Lichtstroms über die Zeit hinweg aufgrund von Alterungs- und Verschmutzungsprozessen. Eine Hauptgröße für die Berechnung ist dabei der Lichtstromwartungsfaktor (L-Wert). Ein Wert von L80 sagt aus, dass die Leuchte nach angegebener Betriebsdauer (Industriestandard 50.000 h) noch 80 Prozent des angegebenen Lichtstroms vorweist.

Hiermit in Verbindung wird der B-Wert definiert, welcher wiederum ausdrückt wie viel Prozent der Leuchten diesen Wert unterschreiten. Wird kein B-Wert angegeben, gilt der Wert für mittelmäßige Ausfallraten B50. Den aktuellen Standard für die Lebensdauer von LEDs bilden Leuchten mit L80 und B10.
Der Lichttransmissionsgrad (Tau-Wert τ, oder LT-Wert) τ_D,65 eines Fensters gibt an, wie viel Prozent des rein sichtbaren Lichts bei senkrechtem Lichteinfall und einer genormten Tageslichttemperatur von 6.500 Kelvin (D65) durch das Fenster hindurch in den Raum gelangt. Der Lichttransmissionsgrad wird zur Bestimmung des Tageslichtversorgungsfaktors C_T,L benötigt und ist auch für die Vermeidung von Blendungen relevant.

Der Maximum Power Point (MPP) bei PV bezieht sich auf den optimalen Betriebspunkt eines Solarmoduls oder einer Photovoltaik-Anlage, bei dem die maximale Leistung aus der Anlage gewonnen werden kann. Dieser Punkt hängt von der Temperatur, der Bestrahlungsstärke und dem Lastwiderstand der Anlage ab.

Jedes Solarmodul hat einen Punkt, an dem die Leistung am höchsten ist. Wenn dieses Modul mit einer bestimmten Last betrieben wird, produziert es eine bestimmte Menge an Strom und Spannung. Um den maximalen Ertrag einer PV-Anlage zu erreichen, ist es notwendig, das Solarmodul oder die Anlage so zu betreiben, dass der Betriebspunkt immer auf dem Maximum Power Point liegt. Der Wechselrichter in einer PV-Anlage ist in der Lage, die Spannung und den Strom der Solarmodule zu regeln, um sicherzustellen, dass der Betriebspunkt stets auf dem Maximum Power Point liegt.

Die Leistung eines Solarmoduls kann auch durch äußere Faktoren wie Schatten, Verschmutzung oder Temperaturschwankungen beeinflusst werden. In solchen Fällen können Leistungsoptimierer eingesetzt werden, um den Betrieb des Solarmoduls zu optimieren und den maximalen Energieertrag zu erzielen.
Ein Modulstring bei PV bezieht sich auf eine Gruppe von Solarmodulen, die in Reihe geschaltet sind, um eine höhere Spannung zu erzeugen. Diese höhere Spannung ermöglicht es, den Stromfluss im Kabel zu reduzieren und Verluste durch elektrischen Widerstand zu minimieren. Der Modulstring wird dann mit einem Wechselrichter verbunden, um den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln und in das Stromnetz einzuspeisen.

Ein Modulstring kann aus verschiedenen Anzahlen von Solarmodulen bestehen, abhängig von der Leistung der einzelnen Module und den Leistungsanforderungen der PV-Anlage. Die Länge des Modulstrings hängt von der Spannung ab, die für den Betrieb des Wechselrichters erforderlich ist sowie von der maximalen Spannung, die die Solarmodule liefern können.

Es ist wichtig, bei der Planung und Installation einer PV-Anlage die Anzahl der Module in einem Modulstring und die Anzahl der Modulstrings zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die Leistungsanforderungen der Anlage erfüllt werden und die elektrische Sicherheit gewährleistet ist.

vgl. Reihenschaltung
Monokristalline Solarzellen sind Solarzellen, die aus einem einzigen Siliziumkristall hergestellt werden. Sie sind die effizientesten und leistungsstärksten Solarzellen auf dem Markt und haben in der Regel eine höhere Zelleneffizienz als polykristalline oder amorphe Solarzellen.

Monokristalline Solarzellen haben eine charakteristische dunkelblaue bis schwarze Farbe und werden durch ein besonderes Schneideverfahren aus dem Siliziumblock hergestellt. Dieses Verfahren führt zu einem höheren Materialverbrauch und somit zu höheren Herstellungskosten im Vergleich zu anderen Arten von Solarzellen.
Ein MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) ist ein elektronisches System, das bei einer Photovoltaik-Anlage die optimale Betriebspunktspannung am Maximum Power Point (MPP) der Solarmodule ermittelt und diese Spannung dem Wechselrichter zur Verfügung stellt. Der MPP-Tracker ist ein wichtiger Bestandteil der Photovoltaik-Anlage und sorgt dafür, dass die Anlage stets mit der maximal möglichen Leistung betrieben wird.

Die Spannung am MPP ändert sich aufgrund von Umwelteinflüssen wie Temperatur, Einstrahlung und Verschattung kontinuierlich. Der MPP-Tracker überwacht diese Veränderungen und passt die Betriebsspannung des Wechselrichters entsprechend an, um die maximale Leistung aus den Solarmodulen zu extrahieren. Dies ist besonders wichtig, um den Energieertrag der Anlage zu maximieren und somit die Rentabilität der Anlage zu erhöhen.

Ein MPP-Tracker kann in einem zentralen Wechselrichter oder in jedem Modul eingebaut sein. Bei kleineren Anlagen sind zentralisierte MPP-Tracker am häufigsten anzutreffen, während bei größeren Anlagen dezentrale MPP-Tracker häufiger vorkommen, um den Verlust von Energie durch Verschattung oder unterschiedliche Neigungswinkel einzelner Module zu minimieren.

Notstrom bei PV-Anlagen bedeutet, dass die Anlage in der Lage ist, auch bei Stromausfall oder Netzausfall eine begrenzte Stromversorgung aufrechtzuerhalten. Hierfür wird in der Regel ein Akkumulator (Batteriespeicher) verwendet, der die Energie, die von den Solarzellen erzeugt wird, speichert und bei Bedarf abgibt. Eine PV-Anlage mit Notstromfunktion kann so beispielsweise bei einem Stromausfall die Stromversorgung von wichtigen Verbrauchern wie Kühlschränken oder Beleuchtung aufrechterhalten. Je nach Größe der Anlage und Kapazität des Batteriespeichers kann die Notstromversorgung von einigen Stunden bis zu mehreren Tagen reichen.
Nutzenergiebedarf ist der Oberbegriff für:
- Nutzwärmebedarf,
- Nutzkältebedarf,
- Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser,
- Beleuchtungsbedarf,
- Bedarf für energetische Luftaufbereitung.

Als Paludikultur (Palus = lat. Sumpf, Morast) bezeichnet man die produktive, also die land- oder forstwirtschaftliche Nutzung von nassen Mooren mit geeigneten Pflanzen wie Schilf, Rohrkolben, Seggen, diversen Gräsersorten oder Torfmoos unter Torferhalt. Moore sind eine der wichtigsten Kohlenstoff- und Wasserspeicher, dienen als Erosionsbremsen und können einer sommerlichen Überhitzung durch Verdunstungskühlung entgegenwirken. Die angebaute Biomasse kann regelmäßig geerntet und als Bau- oder Dämmstoff genutzt werden. Zum einen eröffnet diese Art der Bewirtschaftung neue und regionale Wertschöpfungsketten und somit Chancen für eine neue Bioökonomie, was gleichzeitig als neues Geschäftsmodell für die Wiedervernässung von trockengelegten Mooren dienen kann, und zum anderen wird durch Themen wie Kohlenstoffspeicherung, Biodiversitätsschutz oder Wasserrückhalt und -reinigung ein wichtiger Beitrag für den Klimaschutz geleistet.
Passive Solarenergienutzung bezeichnet die Nutzung von Sonnenstrahlung ohne weitere Hilfsmittel. Dafür dienen das Haus selbst oder Teile davon als Kollektor. Ein Beispiel hierfür ist ein verglaster Wintergarten. Seine Glashülle verhindert Wärmeverluste und trägt zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. Die durch die Sonne erwärmte Luft kann beim Lüften zum Heizen der anliegenden Räume genutzt werden.
Der Potentialausgleich bei einer PV-Anlage bezieht sich auf die elektrische Sicherheit der Anlage. Bei einer Photovoltaik-Anlage entstehen unterschiedliche elektrische Potentiale an den verschiedenen Komponenten, z.B. an den Modulrahmen, den Metallteilen der Unterkonstruktion oder an dem Gehäuse des Wechselrichters.

Der Potentialausgleich sorgt dafür, dass alle diese verschiedenen Potentiale miteinander verbunden werden und somit ein einheitliches Potenzial entsteht. Dadurch wird sichergestellt, dass im Falle eines Defekts in der Anlage keine gefährlichen Spannungen oder Ströme entstehen, die beispielsweise bei Berührung zu einem Stromschlag führen könnten.

Der Potentialausgleich erfolgt in der Regel durch den Anschluss aller metallischen Anlagenteile an eine gemeinsame Erdung. Hierfür wird in der Regel eine Erdungsschiene verwendet, an die alle beteiligten Komponenten angeschlossen werden. Der Potentialausgleich ist ein wichtiger Bestandteil der Installation einer PV-Anlage und muss entsprechend den geltenden Normen und Vorschriften durchgeführt werden, um die Sicherheit der Anlage zu gewährleisten.
Polykristalline Solarzellen sind eine mögliche Art von Solarzellen, die in der Photovoltaik eingesetzt werden. Im Gegensatz zu monokristallinen Solarzellen bestehen sie aus mehreren kristallinen Strukturen, die sich in unterschiedlichen Richtungen ausrichten. Dadurch haben sie im Vergleich zu monokristallinen Zellen einen geringeren Wirkungsgrad. Sie sind in der Regel günstiger in der Herstellung.

Die Herstellung von polykristallinen Solarzellen erfolgt durch das Schmelzen von Silizium, welches dann in einer Form erstarrt. Durch das schnelle Abkühlen entstehen zahlreiche kristalline Strukturen, die sich in unterschiedliche Richtungen ausrichten. Diese Strukturen sind jedoch nicht so regelmäßig wie bei monokristallinen Zellen, was zu geringfügigen Einschränkungen in der Leistungsfähigkeit führen kann.
Die Primärenergie berücksichtigt neben dem Energiegehalt eines Energieträgers auch den Energieaufwand von der Gewinnung eines Energieträgers bis zur Bereitstellung der Endenergie beim Nutzer (Vorketten für Förderung, Aufbereitung, Umwandlung, Transport und Verteilung der betrachteten Energieträger). Die Primärenergie ist die Rohenergie.

Der Primärenergiefaktor f_P wird bei der Gebäudebilanzierung für den Anteil nicht-erneuerbarer Energien genutzt. Er stellt zudem das Verhältnis von Primär- zu Endenergie dar.

Reihenschaltung ist eine Art der Verkabelung, die in Photovoltaik-Anlagen eingesetzt wird, um die Spannung zu erhöhen. Bei der Reihenschaltung werden die Solarzellen oder -module in einer Kette miteinander verbunden, so dass die positive Seite der einen Zelle an die negative Seite der nächsten Zelle angeschlossen wird. Dadurch addieren sich die Spannungen der einzelnen Zellen auf und die Gesamtspannung der Kette steigt.

Reihenschaltung wird häufig eingesetzt, um die Spannung der Solaranlage zu erhöhen, insbesondere bei Systemen mit hohen Spannungsanforderungen wie bei netzgebundenen PV-Anlagen. Durch die Erhöhung der Spannung kann der Strom auf längeren Strecken mit geringeren Verlusten transportiert werden und auch der Einsatz von Wechselrichtern mit höheren Spannungsbereichen ermöglicht werden.

Zu beachten ist, dass bei der Reihenschaltung von Solarzellen oder Modulen die Leistung der gesamten Kette auf die niedrigste Leistung einer einzelnen Zelle oder eines Moduls begrenzt ist. Wenn eine Zelle oder ein Modul beschädigt oder verschattet wird, kann dies die Leistung der gesamten Anlage reduzieren und Leistungsoptimierer erfordern.

vgl. Modulstring

Silizium ist ein Halbleitermaterial, das in der Photovoltaik-Industrie als Hauptmaterial für die Herstellung von Solarzellen verwendet wird. Silizium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste und macht etwa ein Viertel des Erdmantels (Massenanteil) aus.

In der Photovoltaik-Industrie wird das Silizium in der Regel in Form von kristallinen Wafern verwendet, die durch Schneiden von Siliziumkristallen hergestellt werden. Es gibt zwei Arten von kristallinem Silizium, nämlich monokristallines und polykristallines Silizium, die sich hinsichtlich ihrer kristallinen Struktur und ihrer Herstellungsmethoden unterscheiden.

Die Siliziumwafer werden dann weiterverarbeitet, um daraus Solarzellen zu produzieren. Diese Solarzellen wandeln das Licht der Sonne in elektrische Energie um, die dann in einem PV-Modul gesammelt und zur Stromerzeugung genutzt wird.
Der Stromfluss bei der Photovoltaik bezieht sich auf den Fluss von elektrischer Energie, die von der Solarzelle erzeugt wird. Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, wird die Energie in Form von Photonen absorbiert und die Elektronen in der Solarzelle werden dadurch angeregt und beginnen sich zu bewegen. So wird ein elektrisches Feld innerhalb der Solarzelle induziert. Durch die Anordnung von positiv und negativ dotierten Schichten in der Solarzelle, entsteht ein elektrisches Potential und es kommt zum Fluss von elektrischen Ladungen. Dieser Fluss von elektrischen Ladungen wird als Stromfluss bezeichnet.

Der Stromfluss ist abhängig von der Intensität des Sonnenlichts, der Temperatur und der Beschaffenheit der Solarzellen. Der Stromfluss aus einer einzelnen Solarzelle ist in der Regel sehr gering, daher werden mehrere Solarzellen zu einem Solarmodul zusammengeschaltet, um eine ausreichende Leistung zu erzeugen. Der erzeugte Strom wird dann entweder direkt im Gebäude genutzt oder ins Stromnetz eingespeist.

Unter dem Tagesgang versteht man die Veränderung der Stromerzeugung über den Tag hinweg. Die Stromerzeugung von Photovoltaik-Modulen hängt stark von der Einstrahlung der Sonne ab, die sich im Laufe des Tages verändert.

Am Morgen beginnt die Stromerzeugung, wenn die Sonne aufgeht und das Sonnenlicht auf die Module fällt. Der Stromfluss erreicht seinen Höhepunkt, wenn die Sonne am höchsten steht und die Einstrahlung am stärksten ist. Danach nimmt die Stromerzeugung langsam ab, wenn die Sonne im Laufe des Nachmittags niedriger am Himmel steht, bis sie schließlich untergeht und die Stromerzeugung beendet wird.

Der Tagesgang ist wichtig für die Planung und Dimensionierung von Photovoltaik-Anlagen. Einflussfaktoren wie die Ausrichtung und Neigung der Module sowie die Schattensituation sind dabei zu berücksichtigen. Mit Datenloggern und Monitoring-Systemen kann der Tagesgang der Stromerzeugung verfolgt und ausgewertet werden.
Das Vorgehen zur Berechnung sowie Beurteilung der Tageslichtversorgung von Innenräumen wird in der DIN EN 17037 beschrieben. Die neue europäische Norm ersetzt die bisherigen nationalen Mindestanforderungen der DIN 5034 und stellt umfangreichere Anforderungen an die Auslegung von Innenräumen. Anzustrebende Tageslichtversorgungsraten für übliche Anforderungen liegen zwischen 4 und 10 Prozent. Aus dem Zusammenhang zwischen Tageslichtquotient und relativer Nutzbelichtung (Tageslichtautonomie) können potenzielle Energieeinsparungen durch eingespartes Kunstlicht berechnet werden, auch die Berechnungen nach der DIN V 18599-4 greifen im Wesentlichen auf dieses Grundprinzip zurück. Darüber hinaus wird in der DIN V 18599-4 auf Basis des Tageslichtquotienten und in Abhängigkeit eines aktivierten Sonnen- und Blendschutzes an der Fassade der Tageslichtversorgungsfaktor C_T,L als essentielle Planungsgröße eingeführt.

Mit einer Umweltproduktdeklaration (englisch abgekürzt EPD) können Gebäude ganzheitlich geplant und bewertet werden. Dafür werden in einem Dokument die umweltrelevanten Eigenschaften eines bestimmten Produktes in Form von objektiven Daten gesammelt. Diese Daten umfassen idealerweise alle Auswirkungen, die das Produkt während seines gesamten Lebenswegs auf seine Umwelt haben kann.
USV steht für „Unterbrechungsfreie Stromversorgung“ und ist eine Vorrichtung, die eine unabhängige Stromversorgung für elektrische Geräte oder Anlagen bietet. Im Zusammenhang mit Photovoltaik-Systemen kann eine USV als Backup-System eingesetzt werden, um eine ununterbrochene Stromversorgung zu gewährleisten, auch wenn das öffentliche Stromnetz ausfällt. Dabei wird in der Regel eine Batterie, die während des normalen Betriebs aufgeladen wird, sowie ein Inverter, der die Gleichstromversorgung der Batterie in Wechselstrom umwandelt eingesetzt. Im Einsatzfall schaltet die USV automatisch auf die Stromversorgung der Batterie um, um eine ununterbrochene Stromversorgung der Verbraucher zu gewährleisten.

Eine USV kann sinnvoll sein, um kritische Verbraucher wie Computer, Überwachungssysteme oder Notbeleuchtung mit Strom zu versorgen, auch wenn das öffentliche Stromnetz ausfällt. Die Größe der benötigten USV hängt von der Leistung der zu versorgenden Verbraucher ab und sollte sorgfältig berechnet werden, um eine ausreichende Stromversorgung sicherzustellen.

Volleinspeisung bei Photovoltaik bedeutet, dass der erzeugte Strom aus der Solaranlage vollständig in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Der Betreiber der Solaranlage erhält dafür eine Vergütung gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) oder einer anderen gesetzlichen Regelung. Bei der Volleinspeisung wird keine Eigenverbrauchsoption genutzt, d. h. der erzeugte Strom wird nicht direkt vom Betreiber der Solaranlage selbst verbraucht. Im Gegensatz dazu gibt es auch die Option der Eigenverbrauchsoptimierung, bei der der selbst produzierte Strom zu einem möglichst hohen Anteil direkt im Haushalt des Betreibers genutzt wird, bevor überschüssiger Strom ins Netz eingespeist wird.

Bei der Herstellung von Solarzellen werden Halbleiterplatten aus kristallinem Silizium benötigt, die als Wafer bezeichnet werden. Diese Wafer haben in der Regel eine runde Form und sind sehr dünn (typischerweise zwischen 150 und 300 Mikrometer). Die Wafer werden in einem aufwändigen Verfahren aus einem Rohling aus kristallinem Silizium hergestellt und anschließend weiterverarbeitet. Die Größe der Wafer hat in der Regel einen Einfluss auf die Effizienz und Leistungsfähigkeit der Solarzellen und somit auch auf die Gesamtleistung der Photovoltaik-Anlage.
Der Wirkungsgrad eines Solarmoduls gibt an, wie viel Prozent des einfallenden Sonnenlichts in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Es handelt sich dabei um das Verhältnis von erzeugter elektrischer Leistung zur einfallenden Strahlungsleistung. Ein hoher Wirkungsgrad ist wünschenswert, da er eine höhere Energieausbeute bedeutet. Der Wirkungsgrad von Solarzellen hängt von verschiedenen Faktoren ab, z.B. dem Material, der Oberflächenbeschaffenheit, der Dicke und der Struktur der Schichten, die auf dem Halbleiter aufgetragen werden. Der Wirkungsgrad von kommerziell erhältlichen PV-Modulen variiert derzeit zwischen 15 und 22 Prozent.

Es wird aktuell zwischen drei Arten von Solarzellen oder PV-Zelltypen unterschieden:
- Monokristalline Solarzellen: Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem einzigen Silizium-Kristall, der in einem bestimmten Verfahren aus einem Block geschnitten wird. Sie sind sehr effizient und haben einen hohen Wirkungsgrad.
- Polykristalline Solarzellen: Polykristalline Solarzellen bestehen aus vielen kleineren Kristallen und haben eine typische bläuliche Farbe. Sie sind günstiger als monokristalline Solarzellen zu produzieren, haben jedoch einen geringeren Wirkungsgrad.
- Dünnschicht-Solarzellen: Dünnschicht-Solarzellen bestehen aus einer dünnen Schicht aus Halbleitermaterial auf einem Substrat, z.B. Glas oder Kunststoff. Sie sind sehr flexibel und leicht, haben jedoch in der Regel einen niedrigeren Wirkungsgrad als kristalline Solarzellen.
Es gibt auch weitere Entwicklungen wie die PERC-Solarzelle (Passivated Emitter Rear Contact), die den Wirkungsgrad von kristallinen Solarzellen noch weiter erhöht haben.
Ein Zweirichtungszähler ist ein spezieller Stromzähler, der bei Photovoltaik-Anlagen verwendet wird, um den eingespeisten und bezogenen Strom zu messen. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Stromzähler kann er sowohl den Stromfluss in eine Richtung (vom Netz zum Verbraucher) als auch in die andere Richtung (vom Verbraucher ins Netz) messen. Bei einer Photovoltaik-Anlage wird der Strom, der nicht direkt vom Verbraucher genutzt wird, ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Der Zweirichtungszähler erfasst die eingespeiste Energie und verrechnet sie mit dem bezogenen Strom. So kann der Netzbetreiber die Einspeisevergütung für den erzeugten Strom an den Betreiber der Photovoltaik-Anlage auszahlen.

Glossar: Fachbegriffe aus dem Bereich klimaneutrale Gebäude und Quartiere

Aa

Bb

Cc

Dd

Ee

Ff

Gg

Hh

Ii

Jj

Kk

Ll

Mm

Nn

Pp

Rr

Ss

Tt

Uu

Vv

Ww

Zz