3 führende Arten von Solar-PV-Systemen

Es gibt viele beliebte solarenergiebasierte Geräte auf dem Markt. Eines der am häufigsten verwendeten Geräte ist die Photovoltaikanlage. Diese Anlagen sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. In diesem Blog stellen wir Ihnen die wichtigsten Arten von Photovoltaikanlagen vor.

Was ist eine Photovoltaikanlage?

Photovoltaikanlagen sind Geräte zur Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Eine Photovoltaikanlage ist eine größere Variante. Sie besteht aus Solarmodulen oder -feldern. Photovoltaikzellen oder Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, die die auf sie einfallenden Photonen des Sonnenlichts absorbieren. Dadurch lösen sie Elektronen aus ihren Bahnen und ermöglichen ihnen einen freien Fluss. So wird Strom erzeugt. Solarmodule sind die Hauptkomponente der Anlage und unterscheiden sich in ihrer Effizienz.

Welche Arten von Photovoltaikanlagen gibt es?

Im Laufe der Zeit hat sich der Umfang von Photovoltaikanlagen erweitert. Photovoltaikzellen sind die Hauptenergiequelle in allen Solaranwendungen. Typischerweise gibt es drei Arten von Photovoltaikanlagen.

1. Insel-PV-System oder Off-Grid-PV-System

Inselanlagen (auch netzunabhängige Photovoltaikanlagen genannt) eignen sich für Kunden, die keinen einfachen Zugang zum Stromnetz haben. Dies kann an den hohen Kosten für den Netzanschluss oder an der geografischen Lage liegen. Für jemanden, der bereits ans Stromnetz angeschlossen ist, macht ein netzunabhängiges System meist keinen Sinn. Der Vorteil solcher Systeme liegt darin, dass man auch an abgelegenen Orten ohne Netzanschluss Strom beziehen und sich vollständig energieautark versorgen kann. Zudem fixieren sich die Energiekosten.

2. Netzgekoppeltes System

Ein netzgekoppeltes System ist eine einfache Solaranlage mit einem Standard-Wechselrichter. Dieses System verfügt jedoch über keinen Batteriespeicher. Es eignet sich ideal für Kunden, die bereits ans Stromnetz angeschlossen sind und ihr Haus mit Solarenergie versorgen möchten. Solche Systeme können für staatliche und bundesstaatliche Förderprogramme in Frage kommen, die einen Teil der Kosten decken. Sie sind kostengünstig und zeichnen sich durch ein sehr einfaches Design mit relativ wenigen Komponenten aus. Das Hauptziel dieses Systems ist es, Ihre Energiekosten zu senken und Ihnen von Förderprogrammen für Solarenergie zu profitieren.

Siehe auch : Warum transparente Solarpaneele die Zukunft sind?

3. Hybridsystem

Hybridsysteme sind netzgekoppelte Systeme mit Batteriespeicher. Sie eignen sich ideal für alle, die bereits ans Stromnetz angeschlossen sind und eine Notstromversorgung wünschen. Ein solches System ist empfehlenswert, wenn in Ihrer Gegend häufig Stromausfälle auftreten und Sie darauf vorbereitet sein möchten.

Was sind die Komponenten einer Photovoltaikanlage?

Obwohl Solarzellen oder Solarmodule wesentliche Komponenten sind, kann eine Photovoltaikanlage auch ohne weitere Komponenten nicht die gewünschte Effizienz erreichen. Die Komponenten einer Photovoltaikanlage sind:

1. Wechselrichter

Solarmodule erzeugen Gleichstrom (DC) , der nicht direkt für den Betrieb von Haushaltsgeräten genutzt werden kann, da die meisten Geräte Wechselstrom (AC) benötigen. Wechselrichter wandeln den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann in Ihr Haus eingespeist wird. Überschüssiger Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

2. Überwachungssysteme

Um die genaue Menge an kWh zu ermitteln, die von Solarmodulen erzeugt wird, ist ein Zähler oder ein ähnliches System erforderlich.

3. Befestigungssystem

Solarmodule werden auf Stahl- oder Aluminiumrahmen montiert , die entweder auf dem Dach von Gebäuden geerdet oder an Wänden befestigt sind. In jedem Fall werden sie so ausgerichtet, dass sie maximales Sonnenlicht empfangen. Durch die Erdung und den Potenzialausgleich der Solarmodule wird zudem ein Stromschlag verhindert.

a) Arten von Dachträgersystemen

• Flachdachsystem: Es ist die gebräuchlichste Variante und verfügt über einen gewichteten Ballast, der die Schwerkraft nutzt, um die Solarmodule zu halten. Nachdem Sie sich über die verschiedenen Arten von Photovoltaikanlagen informiert haben, lernen Sie auch deren Komponenten kennen.
• Freiflächenanlage: Die Solarmodule werden entweder mit Ballast oder mechanischen Ankern am Boden befestigt. Ein Nachführsystem mit Motoren und Sensoren zur Nachführung der Sonne im Tagesverlauf für eine maximale Stromerzeugung ist ebenfalls im Bodenmontagesystem installiert.
• Schrägdachsystem: Bei diesem System werden die Regale mechanisch an der Dachkonstruktion verankert.
• Photovoltaik-Solarmodule: Es gibt grundsätzlich drei Arten von Solarmodulen, die sich in Effizienz, Aussehen und Kosten unterscheiden. Der Modultyp bestimmt jedoch die Leistung Ihrer Photovoltaikanlage.

Siehe auch : Tragbarer Solarpanelständer

4. Andere Komponenten

a) Leitungsschutzschalter: Auch als Schutzschalter bezeichnet, schützen sie elektrische Anlagen vor Überspannungen und Überstrom. Ein Leitungsschutzschalter löst automatisch aus, sobald der Strom einen voreingestellten Grenzwert überschreitet. Manuell betätigte Schalter werden ebenfalls verwendet; automatische sind jedoch vorzuziehen.

b) Kabelverbinder: Sie fassen zwei oder mehr Kabel zu einem einzigen dicken Kabel zusammen. Außerdem sind sie mit Sicherungen zum Schutz ausgestattet, und alle mittelgroßen bis großen sowie Solarkraftwerke im Kraftwerksmaßstab verwenden Kabelverbinder.

c) Trennschalter: Zum manuellen Trennen einer elektrischen Leitung wird ein Trennschalter verwendet, der wie ein Schalter oder eine Absperrklappe funktioniert. Typischerweise befindet er sich an beiden Seiten eines Wechselrichters und wird als DC-Trennschalter bzw. AC-Trennschalter bezeichnet. Er wird auch bei der Installation oder dem Austausch von Wechselrichtern eingesetzt, da er ebenfalls eine elektrische Trennung gewährleistet.

d) Zähler: Sie dienen der Messung der durchfließenden Energiemenge. Dieser Messwert wird von Energieversorgungsunternehmen zur Rechnungsstellung verwendet. Für Photovoltaikanlagen kommt ein spezieller bidirektionaler Stromzähler zum Einsatz. Er misst den Stromfluss von beiden Seiten: den vom Energieversorger gelieferten Strom und die von den Solarmodulen ins Netz eingespeiste Energie.

e) Verkabelung: Diese ist unerlässlich für die Stromversorgung der verschiedenen Systemkomponenten. Größe und Dicke der Kabel hängen von der Art und Menge der durch sie fließenden Leistung ab. Kabel, die direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind, müssen UV-beständig sein. Gleichstromführende Kabel benötigen zusätzlich eine Metallummantelung.

Siehe auch: 5 Methoden zur Solarenergiegewinnung

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Zu den verschiedenen Arten von Solar-PV-Systemen gehören die wichtigsten Solar-Photovoltaik-Systeme Stromerzeugung aus Sonnenenergie. Sonnenenergie in Form von Photonen wird von Photovoltaikzellen eingefangen und die halbleitendes Material Die 1- oder 2-Schichten-Zelle besteht üblicherweise aus Silizium.

Absorbiertes Licht versetzt Elektronen in Schwingung, die frei zirkulieren und so Strom, also Gleichstrom, erzeugen. Die erzeugte Strommenge hängt von der Effizienz der Solarmodule und der Intensität des einfallenden Lichts ab. Je intensiver das Sonnenlicht, desto mehr Strom wird erzeugt. Der Wirkungsgrad von Photovoltaikzellen wird in Kilowattpeak (kWp) gemessen. Damit haben Sie die Funktionsweise von Photovoltaikanlagen verstanden. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Anwendung von Photovoltaikanlagen.

Siehe auch: Monokristallines Solarmodul vs. polykristallines Solarmodul

Was ist die Anwendung eines Solar-PV-Systems?

Es gibt zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für Photovoltaik-Systeme, die sowohl auf staatlicher Ebene als auch auf individueller Ebene umgesetzt werden.

1. Gebäude : Hierzu zählen Wohngebäude, bei denen Solaranlagen auf dem Dach oder am Boden installiert werden, um den Strombedarf zu decken. Heutzutage werden Photovoltaikmaterialien auch in die Gebäudestruktur integriert, beispielsweise in Fenster, Fassadenverkleidungen oder Dachziegel . Darüber hinaus werden Parkhäuser und Vordächer mit Solarmodulen bedeckt, die sowohl der Beschattung als auch der Stromversorgung dienen.

2. Militär : Soldaten können leichte Dünnschicht-Photovoltaikmodule mitführen, um elektronische Geräte auf dem Stützpunkt oder im Feld aufzuladen . Diese Module sind flexibel, tragbar und robust und halten somit auch rauen Bedingungen stand.

3. Abgelegene Standorte : Entwicklungsländer können Photovoltaikanlagen nutzen, um den Strombedarf ländlicher Haushalte, Dörfer, Entsalzungsanlagen, abgelegener Gesundheitszentren und Offshore-Ölplattformen zu decken. Dies ist kostengünstiger und zeitsparender als der Ausbau von Stromleitungen.

4. Solarparks : Photovoltaikanlagen, die sich über große Flächen erstrecken, können die Stromversorgung in großem Umfang gewährleisten. Die Energieproduktion kann von mehreren zehn Megawatt bis über ein Gigawatt reichen. Fest installierte oder nachgeführte Photovoltaikmodule speisen regionale oder kommunale Stromnetze ein.

5. Weltraum : Solare Photovoltaikanlagen sind eine wichtige Energiequelle für künstliche Satelliten in der Erdumlaufbahn . Die Internationale Raumstation und die Rover auf Mond und Mars beziehen ihre Energie aus hocheffizienten Photovoltaiksystemen. Sie sind und bleiben ein unverzichtbarer Bestandteil der Planeten- und Weltraumforschung.

6. Inselbetrieb : Inselbetrieb bezieht sich hier auf die Nutzung von PV-Anlagen für einen spezifischen Zweck und nicht auf die gleichzeitige Stromversorgung mehrerer Geräte. PV-Anlagen können Werkzeuge, Zähler und andere Geräte in abgelegenen oder städtischen Gebieten mit Strom versorgen, wo ein Stromanschluss mit Zähler nicht üblich ist. Sie werden auch zur Deckung des Strombedarfs von Notruftelefonen, Straßenbeleuchtung, Bewässerungspumpen, Funksendern, entfernten Wachposten und temporären Verkehrsschildern sowie für diverse andere inselbetriebene Anwendungen eingesetzt.

7. Transport : Solarpaneele können auf Autos und Booten angebracht werden , um zusätzliche Energie bereitzustellen. Für das Laden von Bordbatterien wird ein leichtes Photovoltaiksystem benötigt, das auf Schiebedächern von Fahrzeugen installiert werden kann.

Siehe auch : Beste Solar-Sicherheitsleuchte mit Bewegungsmelder

Was sind die Vorteile einer Photovoltaikanlage?

Die Vorteile einer Photovoltaikanlage sind folgende:

1. Äußerst zuverlässig da PV-Systeme rauen Wetterbedingungen standhalten können.
2. Unabhängigkeit der Stromerzeugung und von Energieversorgern.
3. Geringer Wartungsaufwand Kosten, da eine Selbstreinigung mit regelmäßiger Inspektion und gelegentlichen Reparaturen ausreicht.
4. Geringe Lärmbelästigung da das einzige erzeugte Geräusch vom Wechselrichter kommt, ist auch dieses minimal.
5. Persistent, weil Solarpanel Das System hält mindestens 20 Jahre, und die Herstellergarantie deckt Mängel für den gleichen Zeitraum ab.
6. Photovoltaik-Überwachung kann manuell durchgeführt durch Hinzufügen weiterer Module zur Steigerung der Effizienz und ohne hohe Kosten.
7. Starke Sicherheit in Bezug auf den Betrieb nach der Installation.
8. Kein Kraftstoff Verbrauch.

Siehe auch: 4 Vorteile von Solarwarmwasserbereitern

Was sind die Nachteile einer Photovoltaikanlage?

Die Nachteile einer Photovoltaikanlage sind folgende:

1. Teuer Start aufgrund hoher Produktionskosten, die zu teuren Solarmodulen und deren Installation führen.
2. Übermäßiger Speicherbedarf in Bezug auf Batterie-Backups was wiederum erhöht den CO2-Fußabdruck, die Komplexität und die Gesamtkosten.
3. Mangel an Wissen Im Volksmund gibt es viele Begriffe rund um die Photovoltaikanlage.
4. Das geringe Effizienz Bei einigen Modulen ist die Installation weiterer Module oder teurer Module mit höherer Effizienz erforderlich.
5. Instabil, da die Produktion stark von Veränderungen in Wetter, Lage und Klima.

Verschiedene Arten von Photovoltaikanlagen dienen dem gleichen Zweck, Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Sie unterscheiden sich jedoch in der Art der Installation. Je nach Strombedarf und Budget können Sie entscheiden, welche Art von Anlage Sie benötigen. Die Komponenten einer Photovoltaikanlage können Sie nach Rücksprache mit dem Anbieter auswählen, um Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit nach der Installation zu gewährleisten. Welche Anlage bevorzugen Sie?

Empfehlung: Reihen- statt Parallelschaltung von Solarmodulen