Ihre Photovoltaik-Anlage erzeugt nicht genug Strom, aber technische Mängel und Verschattungen wurden schon ausgeschlossen? Dann kann es sein, dass Ihre Photovoltaik-Module zu stark verschmutzt sind.

Artikel lesen: Photovoltaik-Anlage – die Finanzierung

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz – kurz EEG – fördert eingespeisten Strom. Erfahren Sie mehr über diese Finanzierungsmethode und ihre Möglichkeiten.

Welche Voraussetzungen muss mein Haus erfüllen?

Eine Photovoltaik-Anlage wird nach geltem Steuerrecht in folgende Bereiche eingeordnet: Gewerbesteuer, Einkommenssteuer und Umsatzsteuer. Diese verschiedenen Steuerarten werden auch gesondert voneinander betrachtet, was in der Summe der sonst fälligen Steuern durchaus von Vorteil sein kann.

Die für die Vergütung benötigten Kosten werden vom Stromnetzbetreiber auf alle Stromkunden umgelegt. Die aus diesem Gemeinlast-Prinzip resultierende EEG-Umlage beträgt etwa ein Cent pro Kilowattstunde. Für einen durchschnittlichen Haushalt entspricht das nicht einmal drei Euro im Monat. Entgegen der Befürchtung vieler ist die EEG-Umlage nicht der Grund für die massive Erhöhung der Strom-Kosten. Sie ist vielmehr auf steigende Kosten für Stromerzeugung, Verteilung und Vertrieb zurückzuführen.

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Zunehmend mehr Hausbesitzer wollen die Solarenergie für sich nutzen, und das eigene Dach somit zu Geld machen. Häufig wurden aber auch die hohen Erwartungen der Besitzer einer neuen Photovoltaik Anlage enttäuscht, da die Leistung der Anlage nicht den Erwartungen entsprach. Als Folge der Enttäuschung kam es zu Streitigkeiten zwischen dem Dienstleister und dem Hausbesitzer. Bei  einer Photovoltaik Anlage ist es von großer Bedeutung, dass die Komponenten der Photovoltaik Anlage alle optimal zusammen arbeiten und dementsprechend sorgfältig ausgewählt werden.

Wie genau kann Licht in Strom umgewandelt werden? Im Licht der Sonne sind Photonen enthalten. Treffen diese jetzt auf die Solarzelle, regen sie in ihrem Inneren Elektronen an. Durch den Aufbau der Solarzelle mit zwei verschieden geladenen Schichten, ist dort ein elektrisches Feld vorhanden. Über metallische Elektroden können die Elektronen von der negativ geladenen Seite zur positiv geladenen Seite fließen. Durch den Elektronenfluss entsteht Strom. Ein Wechselrichter wandelt den entstandenen Gleich-Strom in Wechsel-Strom um und speist ihn in das öffentliche Netz ein. Ein in den Stromkreis zwischengeschalteter Einspeisezähler zeigt an, wie viel Strom bisher in das Netz eingespeist wurde. Je mehr Sonnenlicht auf die Photovoltaik-Module fällt, desto größer sind auch die Strom-Erträge. Besonders geeignet sind nach Süden gerichtete Dächer mit einer Neigung zwischen 20° und 60°. Verschattungen durch Nebengebäude, Antennen oder Gauben sollten möglichst vermieden werden, da sie zu großen Ertragseinbußen führen können.

Hintergrundwissen zu Photovoltaik

• Photovoltaikanlage ? Wikipedia

Solarenergie hat eine hohe gesellschaftliche Akzeptanz. Eine steigende Anzahl von Unternehmen, öffentlichen Institutionen und Privatpersonen unterstützen Photovoltaik beispielsweise durch den Bezug von Solarstrom oder durch die Installation von Solaranlagen. Photovoltaik bietet allgemein bekannte Vorteile, hat aber auch seit einiger Zeit ihren Weg in die moderne Architektur gefunden.

Artikel lesen: Photovoltaik – eine Einführung

Solastromerzeugung funtkioniert nach einfachen technischen Prinzipien. Lesen Sie hier, wie Ihre Photovoltaik-Anlage Ihnen Strom liefert.

Solarzellen bestehen in den meisten Fällen aus Silizium. Dabei unterscheidet man zwischen kristallinen und amorphen Solarzellen. Kristalline Zellen können noch in monokristalline und polykristalline Modelle unterschieden werden. Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur. Monokristalline Solarzellen haben zwar einen etwas besseren Wirkungsgrad als polykristalline, was sich durch die deutlich aufwendigere und teurere Herstellung am Ende nicht unbedingt rechnet. Amorphe Dünnschichtzellen bestehen aus einer sehr dünnen Schicht Silizium, das auf eine Trägerschicht aufgedampft wird. Dünnschichtzellen haben nur einen geringen Materialeinsatz und amortisieren sich energetisch schneller als kristalline Zellen. Ihr Wirkungsgrad ist aber noch deutlich geringer.

Hybridkollektoren als Alternative

Sie sollten die Photovoltaik-Anlage wenn möglich vom Boden aus mit Wasser abduschen. Achten Sie bitte darauf, dass kein Wasser an die Unterseite der Photovoltaik-Module kommt. Wenn Wasser in die Anschlusskästen der Photovoltaik-Anlage dringt, droht ein Kurzschluss. Befürchtungen, dass die Verglasung der Module durch das Abduschen zerspringen könnte, sind hingegen unbegründet. Die Verglasung der Photovoltaik-Module besteht aus Einscheiben-Sicherheitsglas und ist somit sehr stabil. Um dennoch die Module so wenig wie möglich zu beanspruchen, sollten Sie das Abduschen morgens oder abends vornehmen. Photovoltaik-Module können zwar großen Temperaturschwankungen Stand halten, dennoch ist die Abkühlung der Module, wenn sie durch die Sonne sehr heiß geworden sind, ein Risiko. Ein anderer negativer Effekt: Wenn es draußen zu heiß ist, verdunstet das Reinigungswasser auf den Photovoltaik-Modulen zu schnell und Kalkflecken bleiben zurück. Wenn es möglich ist, sollten Sie deshalb auf kalkarmes Wasser, wie Regenwasser, zurückgreifen. Steht Ihnen nur Leitungswasser zur Verfügung, können Sie diesem noch einen geeigneten Glasreiniger zugeben.

Derzeit sind die Kostenaufwände für Energie, die aus Photovoltaik gewonnen wird, immer noch höher, als die Stromproduktion mit fossilen Brennstoffen. Dies resultiert vor allem aus den nach wie vor teuren Kosten der Modulherstellung. Ein weiterer Aspekt ist, dass bei den fossilen Brennstoffen die Folgekosten für die Energieerzeugung nicht eingepreist werden. Besonders sinnvoll erscheint der Einsatz der Photovoltaik innerhalb eines Energiemixes diverses Energiewandlungsprozesse.

Das Stromeinspeisungsgesetz wurde am 1. April 2000 durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) mit verbesserten Bedingungen abgelöst. Über 23 Prozent der gesamten Vergütung entfallen auf Strom aus Photovoltaik. Im Jahr 2000 wurden 13, 9 TWh Strom (1 Terawattstunde = 1 Milliarde Kilowattstunden) in das öffentliche Netz eingespeist und mit 0,9 Milliarden Euro vergütet. 2004, das Jahr der ersten EEG-Novelle, wurden 38,5 TWh Strom eingespeist, die mit insgesamt 3,61 Milliarden Euro vergütet wurden. Jetzt werden rund 67 TWh Strom eingespeist und mit 7,9 Milliarden Euro vergütet. 2000 bekam man noch 8,5 Cent pro kWh, heute sind es schon 11,4 Cent.

Hintergrundwissen zu Photovoltaik

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Solarmodule können im Photovoltaikdach das komplette Dach ersetzen. Darüber hinaus eignen sich Solarmodule optimal, die Funktion einer Fassadenverkleidung und somit als Witterungsschutz zu übernehmen. Dazu wird das Solarmodul wie eine konventionelle Fassadenplatte aus Glas oder Naturstein eingesetzt und hinterlüftet. Gebäudeintegrierte Solarmodule und Photovoltaikdächer sehen somit nicht nur gut aus, sie erwirtschaften dazu mit umweltfreundlichem Strom bares Geld. Noch dazu steigert eine Solaranlage enorm den Wert eines Gebäudes. Am häufigsten werden heutzutage die Photovoltaik-Anlagen auf Gebäuden in Auf-Dach-Montage (additiv) errichtet. Auch hier gibt es gestalterisch überzeugende Lösungen. Das Spiel mit dem Material, den Formen, der Farbe und dem Dekor ermöglicht einige Freiheitsgrade in der Gestaltung.

Die ständige Optimierung des Wirkungsgrades von Solarzellen ist eines der Hauptbetätigungsfelder der Hersteller von Solarzellen. Der Optimierung steht entgegen, das bestimmte Halbleitermaterialien und -verbindungen nur bestimmte Spektralbereiche des Sonnenlichts bedienen. Es werden also nur Teile der verfügbaren Strahlungsenergie genutzt. Ein weiterer Verlust entsteht dadurch, dass immer ein gewisser Teil der Energie nicht in elektrische Energie, sondern in Wärme umgesetzt wird.

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Angebote für PV-Anlagen gibt es an vielen Stellen. Wichtig beim Anbieter ist ein umfassendes Hintergrundwissen zur Technik der Solarstrom-Erzeugung.

Insgesamt werden 87.450 GWh Strom durch Erneuerbare Energien erzeugt. Davon 3.500 GWh durch Photovoltaik. Umgerechnet sind das 0,6 Prozent. Vor 10 Jahren lagen die Zahlen für Strom aus Photovoltaik noch bei 26 GWh, im Jahr 2000 bei 64 GWh. Es ist also ein gewaltiger Anstieg für Photovoltaik im Strom-Sektor zu verzeichnen. Insgesamt wurden 14,2 Prozent Strom aus Erneuerbaren Energien gewonnen. Photovoltaik macht mit 4 Prozent nur einen kleinen Teil davon aus. Der Löwenanteil liegt noch bei Wasser- und Windkraft.

Mängel an Solaranlagen sofort reklamieren

Sie sollten die Photovoltaik-Anlage wenn möglich vom Boden aus mit Wasser abduschen. Achten Sie bitte darauf, dass kein Wasser an die Unterseite der Photovoltaik-Module kommt. Wenn Wasser in die Anschlusskästen der Photovoltaik-Anlage dringt, droht ein Kurzschluss. Befürchtungen, dass die Verglasung der Module durch das Abduschen zerspringen könnte, sind hingegen unbegründet. Die Verglasung der Photovoltaik-Module besteht aus Einscheiben-Sicherheitsglas und ist somit sehr stabil. Um dennoch die Module so wenig wie möglich zu beanspruchen, sollten Sie das Abduschen morgens oder abends vornehmen. Photovoltaik-Module können zwar großen Temperaturschwankungen Stand halten, dennoch ist die Abkühlung der Module, wenn sie durch die Sonne sehr heiß geworden sind, ein Risiko. Ein anderer negativer Effekt: Wenn es draußen zu heiß ist, verdunstet das Reinigungswasser auf den Photovoltaik-Modulen zu schnell und Kalkflecken bleiben zurück. Wenn es möglich ist, sollten Sie deshalb auf kalkarmes Wasser, wie Regenwasser, zurückgreifen. Steht Ihnen nur Leitungswasser zur Verfügung, können Sie diesem noch einen geeigneten Glasreiniger zugeben.

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So funktionieren Photovoltaik-Anlagen

Der photovoltaische Effekt spielt sich in den Solarzellen ab. Die Solarzellen sind Kern der Photovoltaik-Anlage. Die Solarzellen bestehen aus zwei aufeinander liegenden Schichten, die meist aus kristallinem Silizium bestehen. Auf den Außenseiten befinden sich Kontakte, welche aus Metall bestehen. Die beiden Silizium-Schichten wurden mit unterschiedlichen Stoffen wie Bor und Phosphor versetzt. Daher haben diese unterschiedliche elektrische Eigenschaften. In der sog. Grenzschicht herrscht ein elektrisches Feld mit Plus- und Minuspol. Wenn Licht auf die Grenzschicht fällt, nehmen die Elektronen die Energie aus den Lichtphotonen auf, lösen sich aus der Kristallbindung und bewegen sich in Richtung Pluspol. Dieser Prozess ermöglicht fließenden Strom, der vom Verbraucher abgenommen werden kann. Licht (griechisch: Photo) verursacht somit eine elektrische Spannung. Da man die Spannung in Volt misst ergibt es zusammen den Begriff Photovoltaik (auch Fotovoltaik). Je nach Kristallart unterscheidet man drei Zelltypen: monokristallin, polykristallin und amorph. Zur Herstellung von monokristallinen Siliziumzellen (meist Dickschichtzellen genannt) wird hochreines Halbleitmaterial benötigt. Andererseits ist die Herstellung von polykristallinen Zellen deutlich günstiger, aber diese Zellen haben einen geringeren Wirkungsgrad zur Folge. Wird auf Glas oder anderes Substratmaterial eine Siliziumschicht abgeschieden, spricht man von amorphen- oder Dünnschichtzellen. Die Wirkungsgrade amorpher Zellen liegen allerdings noch weit unter denen der anderen beiden Zelltypen. Anwendung finden sie vor allem im Kleinleistungsbereich (Uhren, Taschenrechner) oder als Fassadenelemente.

Eine Kredit finanzierte Photovoltaik-Anlage bietet in vielen Fällen klare Vorteile, insbesondere wenn die Rendite der Einspeisung über denen der durch den Kredit anfallenden Zinsen liegt. Als Beispiele für Banken, die sehr günstige Konditionen für  Investitionen in Photovoltaik-Anlagen bieten, sind derzeit die folgenden: Santander,  KfW, Umweltbank und andere… Am einfachsten macht man es sich, wenn man zu der Bank bereits mit einem vorbereitetem Finanzierungsplan kommt. Einen Finanzierungsplan erstellen einem Anfrager inzwischen viele Anbieter sofort mit einem Angebot.

Hintergrundwissen zu Photovoltaik

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Immer mehr Strom wird mithilfe einer Photovoltaik-Anlage aus der Kraft der Sonne gewonnen. Die Solarzellen der Anlage wandeln Licht in Strom um. Woraus bestehen Solarzellen? Und was passiert genau, wenn die Sonnenstrahlen auf die Solarzellen treffen?

Artikel lesen: Voraussetzungen für eine PV-Anlage

Photovoltaik lohnt sich. Eine Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach ist eine gute Geldanlage und gleichzeitig eine Investition zugunsten der Umwelt. Seit 2000 wird Strom aus Photovoltaik, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird, durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet.

Photovoltaik-Module wandeln Licht in Strom um

Zu einer der wichtigsten Komponenten einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage gehören die Netzeinspeisegeräte (NEG). Für den Betrieb und den Leistungsumfang einer Photovoltaik-Anlage sind die Netzeinspeisegeräte von entscheidender Bedeutung. Umgangssprachlich  wird das Netzeinspeisegerät auch häufig als Wechselrichter bezeichnet, was die Funktionen des Netzeinspeisegeräts aber nicht in genügendem Umfang wieder gibt. Das Netzeinspeisegerät hat nicht nur die Aufgabe den Gleichstrom, der durch die Photovoltaik-Anlage produziert wird, in Wechselstrom um zu wandeln, sondern muss auch den Einspeise Anschluss in das Strom Netz zu überwachen und die Daten zu erfassen.  Umso wichtiger ist die sorgfältige Auswahl des Netzeinspeisegerätes.

Rechner zur Schneelast auf Solardächern

Dass die Sonne uns mit Wärme beliefert ist eine Selbstverständlichkeit. Dass Sonnenenergie auch in Strom umgewandelt werden kann, wird erst seit einigen Jahrzehnten ausgenutzt. Die Photovoltaiktechnik, mit der Sonneneinstrahlung in Strom umgewandelt werden kann, besteht schon seit den 1950er Jahren. Damals wurde Photovoltaiktechnik dazu benutzt, Satelliten im Al mit Strom zu versorgen.

Generell kann gesagt werden, dass für eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von 1 kWp eine 10 m² große Dachfläche benötigt wird. Von Experten empfohlen wird eine mindestens 30 m² große Dachfläche.

Hintergrundwissen zu Photovoltaik

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Eine Photovoltaik-Anlage bringt viele Vorteile. Steuerlich und durch Fördermaßnahmen sind Sie bessergestellt. Und auch sonst lohnt sich eine PV-Anlage.

Solarzellen bestehen in den meisten Fällen aus Silizium. Dabei unterscheidet man zwischen kristallinen und amorphen Solarzellen. Kristalline Zellen können noch in monokristalline und polykristalline Modelle unterschieden werden. Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur. Monokristalline Solarzellen haben zwar einen etwas besseren Wirkungsgrad als polykristalline, was sich durch die deutlich aufwendigere und teurere Herstellung am Ende nicht unbedingt rechnet. Amorphe Dünnschichtzellen bestehen aus einer sehr dünnen Schicht Silizium, das auf eine Trägerschicht aufgedampft wird. Dünnschichtzellen haben nur einen geringen Materialeinsatz und amortisieren sich energetisch schneller als kristalline Zellen. Ihr Wirkungsgrad ist aber noch deutlich geringer.

Dass die Sonne uns mit Wärme beliefert ist eine Selbstverständlichkeit. Dass Sonnenenergie auch in Strom umgewandelt werden kann, wird erst seit einigen Jahrzehnten ausgenutzt. Die Photovoltaiktechnik, mit der Sonneneinstrahlung in Strom umgewandelt werden kann, besteht schon seit den 1950er Jahren. Damals wurde Photovoltaiktechnik dazu benutzt, Satelliten im Al mit Strom zu versorgen.

Photovoltaik schafft Arbeitsplätze

Der photovoltaische Effekt spielt sich in den Solarzellen ab. Die Solarzellen sind Kern der Photovoltaik-Anlage. Die Solarzellen bestehen aus zwei aufeinander liegenden Schichten, die meist aus kristallinem Silizium bestehen. Auf den Außenseiten befinden sich Kontakte, welche aus Metall bestehen. Die beiden Silizium-Schichten wurden mit unterschiedlichen Stoffen wie Bor und Phosphor versetzt. Daher haben diese unterschiedliche elektrische Eigenschaften. In der sog. Grenzschicht herrscht ein elektrisches Feld mit Plus- und Minuspol. Wenn Licht auf die Grenzschicht fällt, nehmen die Elektronen die Energie aus den Lichtphotonen auf, lösen sich aus der Kristallbindung und bewegen sich in Richtung Pluspol. Dieser Prozess ermöglicht fließenden Strom, der vom Verbraucher abgenommen werden kann. Licht (griechisch: Photo) verursacht somit eine elektrische Spannung. Da man die Spannung in Volt misst ergibt es zusammen den Begriff Photovoltaik (auch Fotovoltaik). Je nach Kristallart unterscheidet man drei Zelltypen: monokristallin, polykristallin und amorph. Zur Herstellung von monokristallinen Siliziumzellen (meist Dickschichtzellen genannt) wird hochreines Halbleitmaterial benötigt. Andererseits ist die Herstellung von polykristallinen Zellen deutlich günstiger, aber diese Zellen haben einen geringeren Wirkungsgrad zur Folge. Wird auf Glas oder anderes Substratmaterial eine Siliziumschicht abgeschieden, spricht man von amorphen- oder Dünnschichtzellen. Die Wirkungsgrade amorpher Zellen liegen allerdings noch weit unter denen der anderen beiden Zelltypen. Anwendung finden sie vor allem im Kleinleistungsbereich (Uhren, Taschenrechner) oder als Fassadenelemente.

Wenn das innere elektrische Feld nicht durch einen p-n-Übergang, sondern nur eine dünne Oxidschicht erzeugt wird, spricht man von MIS-Inversionsschicht-Zellen.

Ein weiterer Bestandteil der Photovoltaik-Anlage ist der Wechselrichter. Wechselrichter stellen das Bindeglied zwischen den Solarmodulen auf dem Dach und dem öffentlichen Stromnetz dar. Diese wandeln den produzierten Solarstrom von Gleich- in Wechselstrom um. Da von den Solarzellen Gleichstrom produziert wird, muss der Strom über Gleichstromleitungen zum Wechselrichter geführt werden. Wichtig für die Effizienz der Anlage ist hier der Wirkungsgrad des Wechselrichters, der bei Top-Modellen über 96% liegt

Die Leistungsfähigkeit von Solarzellen wird durch Verunreinigungen mit Eisen- oder Sauerstoffatomen verringert. Untersucht wird derzeit noch, ob die ständige Sonneneinstrahlung die kristalline Siliziumstruktur zerstören kann. Sicher ist, dass eindringende Feuchtigkeit die Solarzellen durch Korrosion stark schädigen kann. Deshalb sind dichte Kanten und Ränder besonders wichtig, um eine lange Lebensdauer von Photovoltaik-Modulen zu gewährleisten.

Photovoltaik lohnt sich. Eine Photovoltaik-Anlage auf dem eigenen Dach ist eine gute Geldanlage und gleichzeitig eine Investition zugunsten der Umwelt. Seit 2000 wird Strom aus Photovoltaik, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird, durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet.

Die Sonne als Energiequelle

Die Sonne liefert uns Wärme und kann sogar mithilfe der Photovoltaiktechnik zur Strom-Gewinnung herangezogen werden. Jedes Jahr liefert und die Sonne 350 Milliarden Terawattstunden Energie. Umgerechnet könnten also alle Menschen mit den Sonnenstrahlen, die an einem einzigen Tag auf die Erde fallen, 180 Jahre lang mit Energie versorgt werden.

Sand besteht im Wesentlichen aus Silizium, in seiner reinsten Form in Quarz enthalten und in der Fachwelt auch als Siliziumoxid bezeichnet. Um zum Photovoltaik Modul zu gelangen wird zunächst aus Sand Quarz gewonnen und dann in reines Silizium umgewandelt. Das Silizium wird unter hohen Temperaturen chemische gereinigt. Zunächst erhält man dann polykristallines Silizium und erst nach weiteren Bearbeitungsschritten monokristallines Silizium. Im Fokus aller verschiedener Herstellungsverfahren steht zunehmend die Energie-, Zeit und Ressourceneinsparung und Effizienzoptimierung.

Angenommen wird ein Strompreis von 22,52 Cent pro kWh. Die Einnahmen aus dem Eigenverbrauch betragen dann 44,11 Cent. Das berechnet sich aus 25,01 Cent Vergütung plus 22,52 Cent vom gesparten Srompreis minus 3,42 Cent Umsatzsteuer. Vergleicht man Einspeisung und Eigenverbrauch ist der Gewinn demnach fast gleich hoch. Doch sobald der Strompreis unter 21,42 Cent pro kWh Strom sinkt ist die Einspeisung die günstigere Variante. Falls die Strompreise ansteigen kann immer noch zur Eigenverbrauch-Variante gewechselt werden.

Einzelne Solarzellen werden zu größeren Einheiten miteinander verschaltet, um verschiedene Leistungen bereitstellen zu können. Die miteinander verschalteten Solarzellen werden meist in transparentem Ethylen-Vinyl-Acetat eingebettet, mit einem Rahmen aus Aluminium oder Edelstahl versehen und frontseitig transparent mit Glas abgedeckt. Die typischen Nennleistungen solcher Solarmodule liegen zwischen 10 Wpeak und 100 Wpeak. Die Kenndaten der Solarmodule beziehen sich auf die Standardtestbedingungen von 1000 W/m² Sonneneinstrahlung bei 25 °C Zelltemperatur.

Bei der Produktion von Strom durch Photovoltaik entstehen keine Umwelt belastenden Schadstoffe wir Kohlenstoffdioxid. Die Module zeichnen sich durch eine Lebensdauer von über 20 Jahren aus. Auch danach müssen sie nicht als Elektroschrott enden: Sie können vier- bis fünfmal recycelt werden. Ein weiterer Vorteil der Photovoltaik-Technologie: Sonnenenergie ist völlig kostenlos, es entstehen kaum Betriebskosten. Eine Photovoltaik-Anlage muss generell kaum gewartet werden.

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