Photovoltaik Freilandanlage - Freiflächenanlage

9. November 2020
Freiflächenanlagen potenzieren den Ertrag von Photovoltaik um ein Vielfaches. Besonders für ländliche Regionen und Landwirtschaftsbetriebe bietet sich die umweltfreundliche Stromerzeugung an. Jede Photovoltaik-Freiflächenanlage ist mit einem Eingriff in die Natur verbunden. Daher geben Kommunen bevorzugt Brachflächen und landwirtschaftlich erschlossene Flächen für die Errichtung einer Freiflächenanlage frei. Zur Bewertung der in Frage kommenden Standorte werden verschiedene Kriterien herangezogen. Unterscheiden lässt sich zwischen positiven und negativen Merkmalen. Weiterhin spielen Abwägungskriterien bei der Entscheidung eine Rolle.
Dieser Artikel wurde erstellt von:
Christian Märtel, Redakteur www.Solaranlagen-Portal.com
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Photovoltaik Freiland: Auswirkungen auf Mensch und Umwelt

Ziel der Genehmigungsbehörden ist es, Raumnutzungskonflikte und Belastungen für die Umwelt zu vermeiden. Daneben steht eine gute Akzeptanz bei Anwohnern und Touristen im Fokus.

Häufige Einwände gegen die Errichtung einer Photovoltaik Freiflächenanlage:

  • Ungünstige Auswirkungen auf Flora und Fauna
  • Beeinträchtigung des Ortsbildes
  • Fremdkörper im Landschaftsbild
  • Einbußen der Tourismusbranche

Da durch den Aufbau einer Freilandanlage ins Landschaftsbild eingegriffen wird, muss eine Photovoltaik Genehmigung der zuständigen Baubehörde vorliegen. Laut Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) muss dafür gesorgt werden, dass Gras zwischen den Modulen regelmäßig gemäht wird. Aus Versicherungsgründen sollte zudem die PV Anlage eingezäunt und ein Blitzschutz angebracht werden. Es ist auch im Interesse des Betreibers, Konflikte im Vorfeld zu vermeiden und Bedenken von Anwohnern ernstzunehmen. Die Suche nach einem umweltverträglichen und von Anwohnern akzeptierten Standort nimmt bei der Planung Freiflächenanlage einen hohen Stellenwert ein.

Bildquelle: SMA Solar Technology AG

Kriterien für die Standortwahl

1. Positivkriterien

Die Umwidmung einer Fläche oder die Nutzung einer Brachfläche sind positive Kriterien, wenn der ökologische Nutzwert durch die Errichtung einer Freiflächenanlage steigt. Bei Auswahl einer zuvor wirtschaftlich oder militärisch genutzten Fläche spricht man von einer Konversionsfläche. Auch Böden, die auf Grund einer Schadstoffbelastung für anderweitige Nutzungen eine aufwändige Sanierung erfordern würden, eignen sich für die Errichtung einer Freiflächenanlage. Hierzu zählen etwa Mülldeponien und aufgegebene Truppenübungsplätze.

Auf landwirtschaftlich schlecht zu erschließenden Flächen lassen sich Freiflächenanlagen aufstellen, wenn eine Freigabe durch die Genehmigungsbehörde erfolgt. Da auch in diesem Fall die Auswirkungen auf das lokale Ökosystem und die Landschaft überprüft werden, ist nicht automatisch mit einer zügigen Genehmigung zu rechnen.

2. Abwägungskriterien

Bei den Abwägungskriterien werden die lokalen Gegebenheiten bewertet. Ist das Umfeld der geplanten Freiflächenanlage bereits durch gewerbliche oder der Infrastruktur dienende Bauten geprägt, sind die Auswirkungen auf Landschaft und Ökosystemeher gering. Im Umfeld von Verkehrsnebenflächen, Windrädern, Hochspannungsleitungen und Autobahnen ist bei der Beantragung einer Freiflächenanlage mit einer wohlwollenden Bewertung zu rechnen. Ungünstig wirken sich geringe Abstände zu Landschaftsschutzgebieten und Erholungsgebieten aus. Auch die Nähe zu Überschwemmungsgebieten und Renaturierungräumen ist kritisch zu bewerten.

3. Negativkriterien

Während die Abwägungskriterien Freiräume in der Bewertung zulassen, schließen Negativkriterien die Genehmigung einer Freiflächenanlage aus. Die Negativkriterien umfassen vier Kategorien:

Landschaftsschutz

Natur- und Artenschutz

Schutz von Boden, Wasser, Luft und Kultur

Siedlungsflächen

Erholungsgebiete

Tourismus und Bebauung

Landschaftsbild

Naturschutzgebiete

FFH-Gebiete (Fauna-Flora-Habitat)

Vogelschutz

Naturdenkmäler

Biotope

Artenschutzgebiete

Kompensationsflächen

Grünland (Lebensräume und Kohlenstoffsenken)

Moorgebiete und Feuchtgebiete

Überschwemmungsgebiete

Wasserschutzgebiete

Baudenkmäler

in Planung

im Bau

erschlossen

Aufbau einer Photovoltaik Freilandanlage

Die Photovoltaik Module werden auf Metallgestellen angebracht (Aufständerung) und in langen parallelen Reihen aufgestellt. Der erzeugte Strom wird in Wechselstrom umgewandelt und in Trafohäuschen gebündelt. Bei der Planung einer Freilandanlage sollte sollten darauf geachtet werden, dass ausreichend Abstand zwischen den einzelnen Reihen besteht, da die Module sonst gegenseitig Schatten aufeinander werfen ( Verschattung) und die Leistung reduzieren. Hier besteht die Möglichkeit, ein Nachführsystem anzubringen, welches die Module immer am Verlauf der Sonne ausrichtet. Dadurch wird der Ertrag der Photovoltaikanlage im Vergleich zu einer festinstallierten Anlage gesteigert. Allerdings ist die Installation eines solchen Systems sehr kostspielig.

Aufstellung einer PV Freiflächenanlage

Die Solarpaneele einer Freiflächenanlage werden aufgeständert. Hierbei sind der Neigungswinkel und die Himmelsrichtung zu beachten. Bei der Planung ist auf eine ausreichende Hinterlüftung der Solarmodule zu achten. Bei Unterkonstruktion und Kabelverlegung sind die topographischen und geologischen Gegebenheiten zu beachten. Diese Entscheidung erfordert oft eine Geländebegehung.

Mit Nachführungssystemen lassen sich Solarmodule optimal zum Sonnenstand ausrichten. Einfache Systeme bieten eine einachsige Nachführung an, während aufwändige Nachführsysteme die Solarmodule in zwei Achsen schwenken.Der Aufwand für die Nachführung verteuert die Anlage, doch da sich die Leistung mit einem Nachführungssystem um 25 bis 30 Prozent steigern lässt, kann sich der konstruktive Aufwand auf Dauer bezahlt machen.

Unabhängig davon, ob sich der Betreiber für statische oder dem Sonnenstand nachgeführte Module entscheidet – eine gegenseitige Verschattung der Paneele ist in jedem Fall zu vermeiden.

Laut Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) muss dafür gesorgt werden, dass zwischen den Modulen regelmäßig gemäht wird. Aus Versicherungsgründen sollte die Anlage zudem eingezäunt und ein Blitzschutz angebracht werden.

Wechselrichter für Freiflächenanlagen

Für Freiflächenanlagen kommen ausschließlich Zentralwechselrichter oder Multistring-Wechselrichter zum Einsatz – Modulwechselrichter sind auch bei kleineren Freiflächenanlagen unwirtschaftlich. Im Zuge der Planung ist der Standort für die Trafostation und weitere elektrotechnische Installationen zu bestimmen.

Leistung einer Photovoltaik Freiflächenanlage

Pro Hektar und Jahr erzeugt eine Photovoltaik Freilandanlage 400.000 bis 500.000 Kilowattstunden Strom. Mit einer Nutzungsdauer von 30 bis 40 Jahren sind Freiflächenanlagen sehr langlebig, da über die Jahre kein mechanischer Verschleiß entsteht. Eingeschränkt gilt dies auch für Anlagen mit Nachführungssystemen.

Kosten einer Photovoltaik Freiflächenanlage

Die Preise für Solarmodule und für die Aufstellung einer Freiflächenanlage benötigtes Equipment sind in den vergangenen Jahren stark gefallen. Die Höhe der Investitionssumme wird beeinflusst durch:

  • Anlagengröße
  • Solarmodule
  • Nachführungsmechanik
  • Wechselrichter

Leistungsfähige Komponenten – Module mit monokristallinen Solarzellen und 2-Achsen-Nachführung – steigern den Anschaffungspreis. Dies kann sich durch die erzielte höhere Leistung über die Jahre amortisieren. Bei den Montagekosten schlagen Material- und Personalkosten zu Buche. Insgesamt lässt sich sagen, dass der Preis pro installiertem Kilowatt Peak mit zunehmender Größe der Anlage fällt.

Vergütung und Ausschreibungsverfahren:

Für Photovoltaik Freiflächenanlagen mit einer Leistung unter 750 kWp wird nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) eine feste Vergütung ausgeschüttet. Für Anlagen oberhalb dieser Leistung muss sich der Betreiber an einem Ausschreibungsverfahren beteiligen und den erzeugten Strom vollständig in das öffentliche Netz einspeisen. Da die Förderhöhe erst im Zuge der Ausschreibung ermittelt wird, bestehen für den Betreiber hier höhere kalkulatorische Risiken. Wegen der besseren Planungssicherheit entscheiden sich die meisten Investoren für Anlagen bis 750 kWp.

Fachbetriebe vor Ort beraten Sie gern zu Photovoltaik als Freilandanlagen.

Welche Solarzellen-Technologie ist für Freiflächenanlagen zu empfehlen?

Solarmodule mit monokristallinen Zellen erzeugen die höchste Leistung und punkten mit einem guten Diffuslichtverhalten – günstig für mitteleuropäische Breitengrade. Da bei diesen Modulen die Peak Leistung mit steigender Außentemperatur sinkt, produzieren sie den meisten Strom im Frühsommer. Soll eine Freiflächenanlage zwischen dem 20. und 40. Breitengrad aufgestellt werden, sind wegen des besseren Temperaturkoeffizienten polykristalline Zellen die bessere Wahl.

Welcher Zeitpunkt entscheidet über den Vergütungsanspruch (z.B. bei einer Verlegung der Autobahn etc.)?

Wenn Autobahnen oder Schienenwege nachträglich in ihrem Verlauf geändert werden, hat dies keinen Einfluss auf den Vergütungsanspruch für eine Photovoltaikanlage, die ursprünglich in einem Abstand von 110m zum Fahrbahnrand bzw. zum Gleisbett errichtet worden ist.

Wird ein Bebauungsplan bei Freiflächenanlagen immer erforderlich?

Die Photovoltaikanlage muss entweder im Bereich eines beschlossenen Bebauungsplans im Sinne des §30 Baugesetzbuch errichtet werden oder auf einer Fläche errichtet werden, für die ein Verfahren nach §38 Satz 1 des Baugesetzbuchs durchgeführt wurde.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik

Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage

Ist eine Solaranlage bei Nachtstromspeicherheizung möglich und sinnvoll bei ca. 10.000 KWh Stromverbrauch?
Antwort eines Haus&Co Experten

Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.

Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten

Einphasiger oder dreiphasiger Wechselrichter? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Was passt du meiner Anlage?

"Einphasiger-", oder "Dreiphasiger-Wechselrichter"? Klar ist die Berechnung der Einspeisung mittels einem saldierendem Zähler gewährleistet. Aber wie verhält es sich mit der Auslastung der Phasen? Eine einphasige Einspeisung bei eine dreiphasigen Verteilung (Ph1: Keller, Ph2: Erdgeschoss, Ph3: Obergeschoss. Da die Einspeisung nur auf die Phase "Obergeschoss" mit wenigen Verbrauchern angeschlossen ist? Habe ich noch einen Vorteil, da die weiteren Phasen ja nicht von der PV-Anlage bedient werden. Einspeisevergütung (nur 12,4): Ja, aber ich will maximalen Eigennutz bei 24,8 ct/kwh.
Antwort von Elektrotechnik Tim Frischling

Es ist nur eine maximale Schieflast von 4,6kW zu gewährleisten.
Wo die PV-Anlage angschlossen ist, ist "relativ egal", da, wie bereits richtig erwähnt die Zähler saldieren.

Auf den gemessenen Eigenverbrauch hat dies keine Auswirkung.

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung an einen Wechselrichter anschließen?

Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung (einmal Süd und einmal Ost) an einen Wechselrichter, kein Multiwechselrichter anschließen?
Antwort von MICO-Energieberatung

Wenn Sie einen Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern haben, ist das kein Problem.
Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls beziehungsweise eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.
Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit helfen, sonst melden Sie sich einfach.

Photovoltaik Freiflächenanlage: Kosten, Förderung und Rentabilität?

Als Erbengemeinschaft von 3 Geschwistern besitzen wir in der Gemarkung Hösbach eine ebene Fläche Agrarland von 10 700 Quadratmetern mit einer erweiterbaren Fläche von weiteren 5 000 Quadratmetern Ackerland unmittelbar parallel im direkten Anschluss. Diese zusätzlichen 5 000 Quadratmeter sind im Besitz von zwei unserer Cousinen. Auf unserem Gelände befindet sich auch ein Hochspannungsmast . Derzeit werden die Grundstücke aufgefüllt mit Erdaushub (fast beendet) bedingt durch vorherigen Kalkabbau. Sowohl die Erbengemeinschaft als auch unsere Cousinen ( zusammen dann als Interessengemeinschaft), sind interessiert an einem Angebot für eine Photovoltaikanlage auf dieser Freifläche von insgesamt 1, 5 Hektar Land . Meine Fragen sind : 1) Was sind die Investitionskosten für eine solche Anlage ? 2) Welche Fördermittel (falls zutreffend) gibt es möglicherweise für solche Projekte. 3) Was wäre die Rentabilität und die Dauer für das Amortisieren einer solchen Investition? Für eine Antwort und Kontaktaufnahme wäre ich Ihnen dankbar. Mit freundlichen Grüßen Peter Hufgard
Antwort von PV Montagen G. Vijayakumar

Es werden mehr Daten Benötigt, daß ist das erste. Denn es steht zum Beispiel die Frage im Raum ob das Erdreich welches grad aufgefüllt wird auch verdichtet wird. Und wie sehr es verdichtet wird. Und nun zur Puntuellen Beantwortung Ihrer Fragen.

1) Die Investitionskosten für solch eine Anlage müssen vorab (nach Inaugenscheinnahme des Geländes sowie Geologisches Gutachten (z.B) erst Berechnet werden wenn mehr Details vorliegen würden.

2) Fördermittel gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in dem Maße das es sich, so gesehen um Geldtauscherei handelt.

3) Die Rentabilität einer Anlage von dieser Größe steht ausser Frage. Denn die Energiepreise werden nicht sinken von Jahr zu Jahr sondern eher wird das Gegenteil der Fall sein. Unter Bezugnahme auf das Vorgenannte ergibt sich auch keine Haltbare Aussage über die Dauer der Amortisierung der Anlage.

Nun konnte ich Ihnen leider nicht wirklich weiterhelfen, stelle es Ihnen jedoch anheim mich zu Kontaktieren. Denn die Thematik einer solchen Anlage ist komplexer als das es sich darstellt. Eine reine Angabe der Verfügbaren Fläche ist Dahingehend nicht wirklich Ausreichend.

Viele Grüße

Holger Gerhardt

Neuer Zählerschrank bei Installation einer Photovoltaikanlage?

Liebe Experten, ich denke darüber nach mir eine PV-Anlage aufs Dach zu setzen. Ein Bekannter meinte aber, dass ich dazu auch einen neuen Zählerschrank installieren lassen müsste und, dass das teuer würde. Stimmt das? Muss ein neuer Zählerschrank installiert werden? Und wenn ja was kostet das?
Antwort von Arnold Dach und Solar GmbH

Es muss nicht generell ein neuer Zählerschrank installiert werden.
Nur wenn der vorhandene Zählerschrank nicht mehr den aktuellen Richtlinien entspricht, oder wenn keine neue Messeinrichtung (z.Bsp. digitaler Stromzähler) mehr eingebaut werden kann, weil eine fachgerechte Nachrüstung (z.Bsp. Zählertafel) nicht mehr möglich ist.
Genaue Auskunft kann man beim zuständigen Netzbetreiber erfragen.

Smart Grid ready Funktion: Was bedeutet das?

Kann mir hier jemand den Begriff "Smart Grid ready Funktion" für die Speicherung von Energie mit intelligenter Steuerung erklären? Vielen Dank für die Hilfe!
Antwort eines Haus&Co Experten

Smart Grid-Geräte eröffnen interessante Vernetzungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Smart Grid-fähige Wärmepumpen über eine Schnittstelle auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren. Stromnetzbetreiber können über die integrierte Smart Grid-Schnittstelle den Stromspeicher direkt ansteuern und die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Mit einem solchen Schwärmenetz können Erzeugung und Verbrauch noch weiter entkoppelt werden: Überschüsse, die im Sommer erzeugt werden, können im Winter genutzt werden. Dazu finden Sie auch Infos hier: https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/stromspeicher

Lohnt sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses?

Ich interessiere mich für die Inbetriebnahme einer eigenen Solaranlage. Nun frage ich mich aber, ob sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses überhaupt lohnt? (Satteldach, ca. 45°)
Antwort von ELEKTRO-HAUSMANN

Hallo,

kann ich nur empfehlen. Wir erhöhen damit die Sonnenstunden für die PV-Anlage und können
damit den Eigenverbrauch, über den sich die PV-Anlage zuerst rechnet optimieren. Gleichzeitig
können wir mit der 70% Regel zusätzliche Kosten für einen Rundsteuerempfänger sparen.
Deshalb Ost-West.

Gruß
G.Hausmann

PV-Anlage selber installieren

Besteht die Möglichkeit eine PV-Anlage der Größe 1 bis 2 KW selbst bei einem Anbieter zu kaufen und selber auf meinem Hausdach zu installieren? Wie muss die Anlage angemeldet werden und muss die Anlage durch eine Fachkraft abgenommen werden? Oder kann die Anlage auch ohne Anmeldung betrieben werden (da sehr geringe Leistung zum Eigenverbrauch)?
Antwort von synertec

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit eine PV-Anlage selbst zu montieren. Vorrausetzung ist neben dem handwerklichen Geschick und keine Angst vor Höhe auch eine Absicherung durch ein Gerüst, welches auch die Arbeit erleichtert. Trotzdem sollte ein Fachmann Sie unterstützen bei den einzelnen Arbeitsschritte, somit ist eine sichere Montage gewährleistet und Montagefehler ausgeschlossen. Für den Stranganschluß wird spezielles Montagewerkzeug benötigt um die Steckverbinder sicher zu vercrimpen. Unsere Fachpartner können Sie bei der Montage unterstützen.

Die wechselstromseitige Einbindung der PV-Anlage muß durch einen Elektromeister erfolgen, er kümmert sich auch um die Anmeldung beim Netzbetreiber, ebenso bei der Abnahme durch den Netzbetreiber.

Eine Anlage ohne Anmeldung zu betreiben würde ich nicht empfehlen. Wollen Sie keinen Überschußstrom einspeisen muß zumindest ein neuer Zähler mit Rücklaufsperre eingebaut werden.
Bedenken Sie dabei, das der Überschußstrom dann kostenlos ins Netz des Netzbetreibers eingespeist wird. Das wird durchaus auch bei einer kleineren Anlage passieren.

Es gibt aber durchaus die Möglichkeit eine PV-Anlage ohne oder teilweise ohne Finanzamt zu betreiben. Hier können wir Ihnen beim Kauf einer Anlage weiterhelfen. Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne telefonisch zur Verfügung.

Mit sonnigen Grüßen.
snertec

Muss ich meinen selbst erzeugten und verbrauchten Strom versteuern?

Ich habe im Febr. 2016 eine Photovoltaikanlage (7,1 Kwp) mit Speicher installiert. Von der Kleinunternehmerregelung habe ich keinen Gebrauch gemacht, also die gezahlte Mwst. rückerstattet bekommen und monatlich eine Umsatzsteuervoranmeldung gemacht. Muss ich nun den selbst verbrauchten Strom versteuern und wenn ja, zu welchem Kw/h-Preis?
Antwort von Greentec-Solar GmbH

Hallo,

Eigenverbrauch ermitteln und mit dem Stromtarif der aktuellen Stromrechnung multiplizieren.
Aus diesem Betrag den Anteil der MwSt ermitteln und bei der Umsatzsteuererklärung anzeigen.
Den Netto-Betrag aus dem
Eigenverbrauch als Einnahme der PV-Anlage bei der Gewinn-Verlustrechnung einbeziehen
und den Gewinn aus der PV-Anlage bei der Einkommensteuererklärung angeben.

das nur als grobe Aussage, genaues sagt der Steuerberater oder das Finanzamt.
Alle Angaben nach besten Wissen, ohne Gewähr.

Hoher Stromverbrauch trotz PV und Einspeisung: Wo liegt die Ursache?

Wir haben ein Einfamilienhaus mit 4 Personen. Nach unseren Zählern verbrauchen wir 5000kWh/Jahr Strombezug aus Netz, wir speisen ca. 6000-7000kWh ein und haben laut Ertragszähler ca. 9500-10000kWh Gesamt PV Ertrag. Nach dieser Rechnung hätten wir einen Gesamt-Stromverbrauch von fast 8000 kWh/Jahr. Ich kann das fast nicht glauben. Es sind jedoch seit unserem Einzug seit 3 Jahren die ungefähr gleichen Messwerte. Wo liegt hier das Problem? Wir hatten auch davor in unserer Wohnung nie einen solch hohen Wert. Ich vermute mittlerweile, dass es ein Problem mit den Zählern ist? Wir haben einen kombinierten Zähler für Bezug/Einspeisung der Netze mit wechselnder Anzeige (elektronisch). Der PV Zähler sitzt auch im Kasten, ist aber separat.
Antwort von Ingenieurbüro Energieexperten-Südwest

Ich vermute mal, dass Sie schlicht und ergreifend große Stromverbraucher haben. Da müssen Sie schon auf die Suche gehen. Was ist anders als in der früheren Wohnung? Zusätzliche Geräte? Gefriertruhe? Computer im Dauerlauf?
Wie wird das Haus denn eigentlich beheizt (Wärmepumpe mit el. Heizstab?) und wie wird warmes Wasser erzeugt?

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