Sind Solarmodule teuer?

Ein Forscher analysiert eine Cadmiumtellurid-Dünnschichtsolarzelle im Global Research Center von General Electric in Niskayuna, New York. Die Verbindung ist in der Herstellung von Fotovoltaikmaterial billiger als Silizium. Technologie, Finanzen und Intelligenz könnten die Nutzung der Sonnenstrahlen billiger machen Dieser Artikel ist Teil einer Sonderreihe, die sich mit Energiefragen befasst. Weitere Informationen finden Sie unter Die große Energieherausforderung.

Die Sonne hat eine enorme Kraft. Selbst wenn man die gesamte Energie berücksichtigt, die im Weltraum verloren geht, erreicht in einer Stunde immer noch genug Energie die Erde, um theoretisch den gesamten Planeten ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. Warum also nutzt die Welt diese Energie nicht? In Deutschland, einem Land mit einem viel stärkeren staatlichen Förderprogramm, ist der Anteil der Solarenergie viel größer, aber immer noch nur 1,1 Prozent des Stroms in diesem Land. Und obwohl sich die meisten Wissenschaftler einig sind, dass die Solarenergie ein wichtiger Bestandteil des künftigen Energiemixes sein wird, gibt es keinen klaren Konsens darüber, wann sie in großem Maßstab konkurrenzfähig sein wird.

Tatsächlich sind sich die Experten nicht einmal darüber einig, wie viel Solarstrom heute kostet. Denken Sie an einen einfachen Gegenstand wie ein Hemd. Ein Käufer weiß vielleicht, wie viel er dafür bezahlt hat, aber das bedeutet nicht, dass er auch weiß, wie viel ein Hemd im Allgemeinen kostet. Diese Zahl kann je nach Art des Hemdes und dem Ort, an dem es gekauft wird, sehr unterschiedlich sein.

Die Kosten variieren je nach der verwendeten Technologie und dem Ort, an dem sie installiert wird. In Phoenix, Arizona, sieht die Situation ganz anders aus als in Albany, New York, und in Sevilla, Spanien, ganz anders als in Leipzig, Deutschland. Die Gründe für diese Unterschiede sind relativ leicht herauszufinden, aber die geografische Lage ist nur der Anfang, sagt Seth Darling, Wissenschaftler am Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums (DOE) in Illinois.

Eine gängige Betrachtungsweise der Stromkosten sind die „systembezogenen Gesamtkosten“, d. h. der Betrag, den ein Stromerzeuger für Strom verlangen müsste, um die Kosten für den Bau einer neuen Anlage wieder hereinzuholen. Bei einer so großen Bandbreite an potenziellen Renditen ist es nicht immer einfach, eine Bank zu finden, die ein solches Darlehen gewährt, sagt Ed Regan, stellvertretender Generaldirektor für strategische Planung bei Gainesville Regional Utilities (GRU) in Gainesville, Florida. GRU half den Einwohnern von Gainesville, dieses Problem zu umgehen, indem es einen Einspeisungstarif einführte, ein System, bei dem ein Energieversorger den Besitzern von Solarmodulen einen 20-Jahres-Vertrag für den Kauf von Solarstrom anbietet, der den Besitzern einen bestimmten Gewinn aus ihrer Entscheidung für die Solaranlage garantiert. Es gibt noch weitere alternative Finanzierungsmöglichkeiten, wie z. B. die Möglichkeit, dass der Energieversorger oder ein Dritter das Solarsystem kauft und besitzt, während der Hausbesitzer es auf seinem Dach installiert, aber diese Optionen sind nicht überall verfügbar.

Die Umwandlung von Licht in Elektrizität ohne bewegliche Teile unterscheidet sich grundlegend von der Technologie, die in Kohle-, Erdgas-, Atom- und Wasserkraftwerken und – für die Öffentlichkeit am sichtbarsten – in Windparks zum Einsatz kommt, um Strom zu erzeugen. Bei der Solartechnik ist das noch nicht der Fall, sagen Experten. Die meisten Solarzellen werden aus Silizium hergestellt, dem gleichen Halbleitermaterial, das auch in Computern verwendet wird. Die Zellen sind teuer in der Herstellung, weil die Reinigung des Siliziums viel Energie erfordert.

Und während die Computerindustrie enorme Fortschritte bei der Herstellung billigerer Siliziumgeräte gemacht hat, lassen sich diese Fortschritte nicht auf die Solarindustrie übertragen. Was wirklich dazu beitragen könnte, die Kosten für Solarzellen zu senken, sind neue Materialien, insbesondere Halbleiter aus der Verbindung Cadmiumtellurid. Die Herstellung von Dünnschichtsolarzellen mit Cadmiumtellurid ist billiger als mit Silizium. Aber es bleiben immer noch die so genannten „weichen Kosten“, von den Genehmigungsgebühren bis hin zu den Geräten, mit denen die Solarmodule auf dem Dach befestigt werden.

Auch wenn man sich nicht einig ist, wie viel des Solarpreises in diesen weichen Kosten steckt, sind sie eindeutig ein wichtiger Faktor. Laut Ryne Raffaelle, Direktor des National Center for Photovoltaics am National Renewable Energy Laboratory, macht die Solaranlage selbst heute nur noch die Hälfte der Kosten eines Solarsystems aus. Innovationen, die sowohl die harten als auch die weichen Kosten senken könnten, werden ständig entwickelt, aber sie erreichen die Kunden nicht unbedingt schnell. Zum einen lässt sich nicht jede großartige Idee, die im Labor funktioniert, auch in der Massenproduktion umsetzen.

Und es kann lange dauern, bis die technischen Probleme eines Geräts behoben sind, von dem der Hersteller sicher sein will, dass es lange hält. So teuer sie auch ist, Solarstrom kann bereits in begrenztem Umfang wettbewerbsfähig sein. Auf Hawaii und in einigen Teilen des Südwestens ist die Solarenergie bereits unter die „Netzparität“ gesunken. Das bedeutet im Wesentlichen, dass Solarstrom für weniger als den durchschnittlichen Strompreis produziert und verkauft werden kann.

Das funktioniert, weil Strom an diesen Orten bereits teuer ist und weil die Standorte ideal für die Produktion von Solarstrom sind, da es viele klare, sonnige Tage gibt. Selbst an Orten, an denen die durchschnittlichen Stromkosten niedrig sind, schwanken diese Kosten je nach Jahreszeit und Tageszeit. Spitzenlaststrom – der Strom, den die Verbraucher an einem heißen Sommernachmittag verbrauchen – kostet zum Beispiel viel mehr als die durchschnittlichen Stromkosten einer Region. Die Spitzenlastzeiten fallen zufällig mit den Spitzenzeiten der Sonneneinstrahlung zusammen.

Wenn das System so konzipiert wäre, dass die Nutzung von Solarenergie zur Deckung der Spitzenlast gefördert würde, wären die Kosteneinsparungen beträchtlich, sagt er. Für die meisten Verbraucher stellt sich jedoch die Frage, wann es sinnvoll ist, eine Solaranlage auf dem Dach zu installieren. Unter anderem wegen der Probleme bei der Schätzung der nivellierten Kosten gibt es derzeit keine klare Antwort. Tatsächlich könnte sich die richtige Antwort im Laufe der Zeit ändern.

Cadmiumtellurid-Dünnschichtpaneele könnten beispielsweise dazu beitragen, die Netzparität schneller zu erreichen als Siliziumpaneele, aber Tellur, ein wichtiger Bestandteil, ist ziemlich selten. Wenn die Produktion von Cadmiumtellurid-Solarmodulen erheblich zunimmt, könnte dies zu einer Verknappung von Tellur führen und den Preis für diese Art von Modulen in die Höhe treiben. Wenn die Solarindustrie von der kurzfristigen, kostengünstigen Cadmiumtellurid-Option abhängig geworden ist, könnte eine langfristige Verknappung dazu führen, dass Solarstrom für viele Menschen nicht mehr netzparitätisch ist. Seth Darling von Argonne meint jedoch, dass die Vereinigten Staaten frühestens im Jahr 2025 Hunderte von Gigawatt an Solarstrom auf Netzparität produzieren werden.

Wenn Sie Ihren aktuellen Energieverbrauch kennen, können Sie berechnen, wie viel Sie für Solarmodule bezahlen müssen. Die Entscheidung für die Installation einer PV-Solaranlage mag wie eine entmutigende Aufgabe erscheinen, aber es ist wichtig zu bedenken, dass ein solches System eine langfristige Investition ist. Ich war sehr überrascht zu lesen, dass die Installation von Solarsystemen in den USA teurer ist als in Australien. Ab dem Tag, an dem Sie den Vertrag mit Ihrem Installateur unterschreiben, dauert es in der Regel ein bis drei Monate, bis Ihre Solarmodule an das Stromnetz angeschlossen sind und Energie für Ihr Haus produzieren.

Solaranlagen sind ein einzigartiges Produkt – je nach Bundesland und Hersteller der von Ihnen gewählten Solarmodule können die durchschnittlichen Kosten für Solarmodule stark variieren. Nach Angaben von Ecotality bestehen Solarmodule überwiegend aus reinem Silizium, einem Metall, dessen Herstellung sehr viel Energie erfordert. Bei einer Politik, die diese Kosten durch eine Steuer oder einen Preis auf Kohlenstoff berücksichtigt, würde die Solarenergie natürlich schneller die Netzparität erreichen. Immer häufiger werden zinslose und zinsgünstige Solarkredite gewährt, die den Kauf einer Solaranlage, mit der Sie Ihre Stromrechnung vollständig ausgleichen können, noch einfacher machen und Ihre Solarersparnisse maximieren.

Wir haben über die Faktoren gesprochen, die die Kosten einer Solaranlage in die Höhe treiben, aber es ist ebenso wichtig, die Möglichkeiten zu berücksichtigen, mit denen Sie durch Solarrabatte und Anreize sparen können. Der eigentliche Installationstag besteht aus mehreren Einzelschritten, darunter die Vorbereitung Ihres Dachs mit Gestellen, die Einrichtung der Verkabelung, die Platzierung der Paneele und Wechselrichter und die Befestigung aller Komponenten. Angesichts der steigenden Kosten für Strom aus herkömmlichen Energiequellen scheint die Installation einer Solaranlage für viele Hausbesitzer eine Selbstverständlichkeit zu sein. Während in den USA alle Inspektionen von Solaranlagen von Gebäudeinspektoren durchgeführt werden, hat die Regierung in Teilen Australiens spezielle Inspektoren für Solarenergiesysteme eingestellt, deren Aufgabe es ist, alle Systeme in einem geografischen Gebiet einmal im Quartal oder einmal im Jahr zu inspizieren.

Die Solarmodule selbst sind jedoch aufgrund der hochwertigen Materialien, aus denen sie hergestellt werden, relativ kostspielig. Zu den weiteren Ausrüstungen, die für die Installation erforderlich sind, gehören ein Wechselrichter (zur Umwandlung des von den Modulen erzeugten Gleichstroms in den von Haushaltsgeräten genutzten Wechselstrom), Messgeräte (falls es erforderlich ist, die erzeugte Strommenge zu ermitteln) sowie verschiedene Gehäusekomponenten und Kabel und Leitungen.

Literatur:

• https://www.nationalgeographic.com/science/article/101105-cost-of-solar-energy
• What Is The Average Cost Of Solar Panels – Forbes Advisor