Komponenten netzgekoppelter Solarsysteme

Planen Sie die Anschaffung einer Solaranlage und eines netzgekoppelten Solarpanelsystems? Klingt gut, und Sie haben sich vermutlich schon umfassend informiert. Informationen zu den benötigten Komponenten und der Funktionsweise netzgekoppelter Solaranlagen. Haben Sie die Vor- und Nachteile verglichen? Nein? Falls ja, finden Sie hier die Lösung. Dieser Artikel befasst sich mit den Komponenten netzgekoppelter Solaranlagen und ihren Vor- und Nachteilen. Die hier genannten Kosten für netzgekoppelte Solaranlagen geben Ihnen außerdem einen ungefähren Überblick über die zu erwartenden Kosten.

Was ist ein netzgekoppeltes Solarsystem?

Eine an das Stromnetz angeschlossene Solaranlage wird als netzgekoppelte oder netzintegrierte Solaranlage bezeichnet. Diese Anlagen verfügen üblicherweise nicht über einen Batteriespeicher. Sie können jedoch mit Batteriespeichern ausgestattet werden, in denen überschüssiger Strom der Solarmodule gespeichert wird. Dieser gespeicherte Strom wird dann in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Bei einer netzgekoppelten Solaranlage wird Strom aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen, falls die Solarmodule nicht genügend Strom liefern.

Was sind Komponenten eines netzgekoppelten Solarsystems?

Sie wissen bereits, was eine netzgekoppelte Solaranlage ist, aber was sie ohne ihre Komponenten ist. Hier finden Sie daher eine Liste aller erforderlichen Komponenten einer netzgekoppelten Solaranlage.

1. Kabel und Verkabelung

Um den erzeugten Strom von Solarmodulen zum Wechselrichter und anschließend ins Stromnetz zu übertragen, ist eine ordnungsgemäße Verkabelung erforderlich. Leitermaterial und Isolierung sind zwei Faktoren, die die Kabeltypen unterscheiden. Hier finden Sie eine Liste der Faktoren, die bei Kabeln für Solarstromanlagen zu berücksichtigen sind.

a) Aluminium oder Kupfer

Diese beiden Materialien sind die gebräuchlichsten Leitermaterialien für Solaranlagen in Wohnhäusern und Gewerbegebäuden . Kupfer leitet aufgrund seiner höheren Leitfähigkeit mehr Strom als Aluminium. Aluminiumdrähte sind zwar biegeempfindlicher, aber günstiger als Kupferdrähte. Für die Installation in Wohnräumen sind diese Drähte nicht zugelassen.

b) Massiv- oder Litze

Litzendrähte bestehen aus vielen kleinen Drähten, was ihnen mehr Flexibilität verleiht und für großflächige Anwendungen empfohlen wird. Litzendrähte haben eine bessere Leitfähigkeit.

c) Isolierung

Kabel werden durch eine Isolierhülle vor Hitze, Feuchtigkeit, Chemikalien oder UV-Strahlung geschützt.

I) PV- Leitungen (Photovoltaikkabel), USE-2 (Abzweigkabel – einadrig) und RHW 2 (feuchtigkeitsbeständiges Thermoplast) verfügen über eine UV- und feuchtigkeitsbeständige Außenhülle und können daher in feuchten Umgebungen und im Freien eingesetzt werden. Achten Sie auf Sonnenlichtbeständigkeit.

II) THHN (Thermoplastischer, hochhitzebeständiger, nylonbeschichteter Draht) wird häufig in Innenräumen und trockenen Umgebungen eingesetzt.

III) THW (Thermoplastisch, hitzebeständig, wasserfest), THWN (Thermoplastisch, hitzebeständig, wasserfest, Nylonbeschichtung) und TW (Thermoplastisch, wasserfest) können sowohl im Innen- als auch im Außenbereich in Schutzrohren verwendet werden.

IV) UF (Underground Feeder) und USE (Branch Circuit Cable-Single Conductor) eignen sich gut für unterirdische Anwendungen oder für Orte mit Feuchtigkeit.

V) Temperaturkennwerte verschiedener Drahttypen

• PV – 90° Celsius (194°F) nass und 150° C (302° F) trocken
• THHN – 90 °C (194 °F)
• THW – 75 °C bis 90 °C (167 °F 194 °F)
• THWN – 75 °C nass (167 °F) und 90 °C (194 °F trocken)
• TW – 40 °C (140 °F)
• UF & VERWENDUNG – 60 °C bis 75 °C (140 °F 167 °F)
• USE-2 und RHW-2 – 90 °C (194 °F)

d) Farbe

Die Isolierung von Stromleitungen ist farbcodiert, um ihre Funktion und Verwendung zu kennzeichnen. Wer die Codierung gut versteht, kann Fehler leichter beheben und Reparaturen durchführen. Leitungen, eine der wichtigsten Komponenten netzgekoppelter Solaranlagen , sind je nach Stromart (Wechsel- oder Gleichstrom) unterschiedlich gekennzeichnet. Die folgende Tabelle zeigt die Farbcodierung für die verschiedenen Stromarten.

Wechselstrom		Gleichstrom
Farbe,	Anwendung	Farbe,	Anwendung
Schwarz/Rot/andere Farben außer den unten genannten	Ungeerdet und heiß	Rot	Positiv
Grün oder kahl	Geräteerdung	Grün oder kahl	Geräteerdung
Weiß	Geerdeter Leiter	Weiß	Der negative oder geerdete Leiter

2. Combiner-Box

Diese Komponente bringt die Leistung mehrerer Solarstrings Jeder Strangleiter ist mit einer Sicherungsklemme verbunden. Die Ausgänge der abgesicherten Eingänge werden dann auf einem einzigen Leiter zusammengefasst, der die Combiner-Box mit dem Wechselrichter verbindet. Eine Solar-Combiner-Box bündelt außerdem den eingehenden Strom in einer Hauptleitung, die ihn an einen Solarwechselrichter weiterleitet. Der Wechselrichter ist sowohl mit Überstrom- als auch mit Überspannungsschutz ausgestattet, was seine Zuverlässigkeit und Sicherheit weiter erhöht.

Um Leistungsverluste zu begrenzen, ist eine optimale Positionierung der Combiner Box zwischen Solarwechselrichter und Solarmodulen erforderlich. Sie sind zudem wartungsarm, ihre Qualität ist jedoch ein Hauptmerkmal ihrer Leistung.

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3. Netzgekoppelte Wechselrichter

Ein netzgekoppelter Wechselrichter, speziell für Photovoltaik-Module entwickelt, wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um. Der so erzeugte Strom wird dann ins Stromnetz eingespeist und kann zum Betrieb von Geräten und Anlagen genutzt werden. Netzgekoppelte Wechselrichter werden zwischen dem Stromnetz und den Solarmodulen angeschlossen.

Phase und Spannung der sinusförmigen Wechselstromwellenform des Stromnetzes müssen mit der Genauigkeit eines netzgekoppelten Wechselrichters exakt übereinstimmen. Diese Wechselrichter können die Stromversorgung nachts von den Solarmodulen zum Netz und wieder zurück umschalten. Ein netzgekoppelter Wechselrichter ist notwendig, da er Frequenz und Ausgangsspannung mit dem angeschlossenen Netz synchronisiert.

4. Nettozähler (Leistungszähler)

Dieses Gerät ist die Grundvoraussetzung in der Liste der netzgekoppelten Solarsystemkomponenten. Es berechnet die Eingang und Ausgang der Leistung Der Anschluss an das öffentliche Stromnetz erfolgt über einen Netzzähler. Er ähnelt den bereits in Häusern installierten Stromzählern, misst jedoch den Bezug und die Entnahme von Strom. Stromzähler hingegen dienen lediglich der Messung der vom Netz gelieferten und verbrauchten Strommenge. Überschüssiger Strom aus Solarmodulen wird ins Netz eingespeist und Ihnen als Guthaben gutgeschrieben. Dieses Guthaben wird verwendet, um nachts oder an produktionsschwachen Tagen Strom aus dem Netz zu beziehen. Die Kosten für die Einheiten werden Ihnen erst berechnet, wenn die eingespeiste Strommenge in den Zähler eingespeist wurde.

Siehe auch: Was sind die jährlichen Einsparungen durch Solarenergie?

5. Gepäckträger und Halterungen

Um Solarmodule an einem Ort zu befestigen, sind Gestelle und Halterungen erforderlich. Schließlich kann man Solarmodule nicht einfach auf einem unbedeckten Dach lassen. Die Montage auf Gestellen oder Halterungen ist notwendig, um eine optimale Belüftung und Ausrichtung der Module zu gewährleisten. Da sich der Sonnenstand im Laufe des Tages ändert, erhalten flach liegende Solarmodule zu verschiedenen Tageszeiten nicht ausreichend Sonnenlicht. Durch die Neigung oder Ausrichtung der Module mithilfe von Halterungen und Gestellen können diese im optimalen Winkel für maximale Sonneneinstrahlung positioniert werden.

Hinweis : Neigung und Winkel der Paneele werden je nach Dachtyp und Standort festgelegt.

6. Sicherheitsschalter

In netzgekoppelten Solaranlagen ist ein Sicherungskasten erforderlich. Dieser ähnelt dem Ihres Hauses, verfügt jedoch über zusätzliche Sicherungsautomaten für Wechselrichter. Einige Sicherheitsschalter unterbrechen die Verbindung zwischen Solarmodulen und Wechselrichtern, um Schäden an den Wechselrichtern zu vermeiden. Installation AC & DC ordnungsgemäße Trennung gewährleistet die allgemeine Sicherheit.

• DC-Trennschalter, auch als PV-Trennschalter bezeichnet, werden zwischen Wechselrichter und Solarmodulen angebracht und in einigen Fällen verfügen Wechselrichter über eingebaute Gleichstromanschlüsse.
• AC-Trennschalter Werden zwischen Wechselrichter und Netz installiert. Meistens werden sie an der Außenwand in der Nähe des Stromzählers montiert. Bei Überspannung unterbricht dies den Stromfluss vom Wechselrichter zum Netz. Sicherheitsvorrichtungen sind bei netzgekoppelten Solaranlagenkomponenten unerlässlich.
• Variablen Bei der Bestimmung der Größe von Trennschaltern für PV-Systeme sind Stromkreislast, Spannung, Verkabelung, Stromkreislast und Ampere/Leistungsschaltergröße zu berücksichtigen.

7. Sonnenkollektoren

Dies sind die Hauptkomponenten jeder Solaranlage. Auf dem Markt sind drei Arten von Solaranlagen erhältlich: monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Solarmodule (amorphe Solarmodule). Die ersten beiden werden hauptsächlich in privaten, gewerblichen und industriellen Dachsolaranlagen eingesetzt. Typischerweise benötigt eine 6-kW-Solaranlage 15 Solarmodule, diese Anzahl kann jedoch je nach Effizienz und Modultyp variieren. Monokristalline Module sind in der Regel effizienter als polykristalline.

8. Stromnetz

Dies ist das Gerät, an das das örtliche oder öffentliche Stromnetz angeschlossen ist und das dann das Haus mit Strom versorgt. Es handelt sich um ein komplexes Stromerzeugungs-, -verteilungs- und -übertragungsnetz. Die Energieerzeugung und -lieferung werden von Netzbetreibern gesteuert. Wechselrichter sind an dieses Stromnetz angeschlossen, um den von Solarmodulen erzeugten Strom zu übertragen. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Funktionsweise netzgekoppelter Photovoltaikanlagen.

Wie funktioniert ein netzgekoppeltes Solarsystem? Wie funktioniert ein netzgekoppeltes PV-System?

Es ist ein einfaches Sammlung, Umwandlung, Übertragung, und nutzen ein Verfahren, das die Funktionsweise netzgekoppelter Solaranlagen ermöglicht. Photonen aus dem Sonnenlicht werden von Solarmodulen absorbiert, die die Wärme- und Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln. Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird an netzgekoppelte Wechselrichter übertragen. Lesen Sie weiter, um mehr über die Funktionsweise netzgekoppelter PV-Systeme zu erfahren.

Gleichstrom (DC) wird dann von einem Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt. Da die meisten Geräte mit Wechselstrom betrieben werden, ist ein Wechselrichter eine wesentliche Komponente. Dieser Strom versorgt außerdem Geräte mit Strom.

Überschüssiger Strom aus Solarmodulen wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist und dort bis zum weiteren Bedarf gespeichert. Diese gespeicherte Energie kann nachts oder an Tagen mit unzureichender Solarstromerzeugung genutzt werden. Übersteigt die gespeicherte Energiemenge am Monatsende die aus dem Netz verbrauchte Energiemenge, erhält der Eigentümer eine Vergütung. Mit den Komponenten eines netzgekoppelten Solarsystems wissen Sie nun, wie es funktioniert. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten netzgekoppelter PV-Systeme.

Hinweis : Die Höhe der Zahlung variiert von Land zu Land und richtet sich nach den jeweils geltenden Gesetzen.

Siehe auch : Funktionsprinzip netzgekoppelter Wechselrichter

Was sind die Vorteile eines netzgekoppelten Solarsystems?

Nachdem Sie sich über die Komponenten netzgekoppelter Solarsysteme informiert haben, ist es an der Zeit, die Vorteile dieses Systems kennenzulernen.

1. Spart Geld durch Net-Metering: Überschüssiger Strom, der tagsüber erzeugt wird, wird in den Net-Meter eingespeist und in Guthaben umgewandelt, das Sie für den Bezug von Strom aus dem Netz nutzen können, ohne dafür bezahlen zu müssen.

2. Das Stromnetz fungiert als virtuelle Batterie: In einem netzgekoppelten System ist das Stromnetz wie eine Batterie. Es dient als Notstromversorgung, wenn die Solarmodule nicht genügend Strom erzeugen oder nachts. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarbatterien benötigt das Stromnetz keine Wartung oder Austausch. Nun können Sie die Nachteile netzgekoppelter Solarsysteme erkunden.

Siehe auch : 3 Vorteile und Nachteile von amorphen Solarzellen

Was sind die Nachteile eines netzgekoppelten Solarsystems?

Nachdem Sie die Vorteile kennengelernt haben, ist es an der Zeit, auch die Nachteile von netzgekoppelten Solarsystemen kennenzulernen.

1. Netzabhängigkeit: Netzgekoppelte Solaranlagen sind zur Stromspeicherung auf das Stromnetz angewiesen. Das Stromnetz ist eine wichtige Komponente für den Betrieb dieser Systeme. Ohne Netzanschluss können netzgekoppelte Solaranlagen nicht funktionieren.

2. Hohe anfängliche Installationskosten : Für das System werden hocheffiziente Solarmodule sowie weitere Komponenten wie Wechselrichter, Montagegestell und andere elektrische Geräte benötigt. All dies erhöht die anfänglichen Installationskosten des Systems.

Siehe auch : 5 wesentliche Nachteile von Hybrid-Wechselrichtern

Was kostet ein netzgekoppeltes Solarsystem?

Typischerweise kostet eine netzgekoppelte Solaranlage nach Abzug der staatlichen Förderung zwischen 12,600 und 14,000 US-Dollar . Die Kosten pro Watt liegen bei den meisten Systemen zwischen 2.75 und 3.35 US-Dollar, der nationale Durchschnittspreis bei rund 3.00 US-Dollar.

Die Systemkosten variieren je nach verschiedenen Faktoren wie Anlagengröße , Standort, Dachneigung sowie Marke und Typ der Solarmodule. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die durchschnittlichen Kosten netzgekoppelter Solaranlagen in Abhängigkeit von der Anlagengröße.

Systemgröße (Kilowatt)	Durchschnittliche Systemkosten
4 kW	$9,100
6 kW	$12,390
8 kW	$15,960
10 kW	$19,180
12 kW	$23,100
14 kW	$26,936
16 kW	$29,860

Hinweis: Die in der Tabelle angegebenen Durchschnittskosten wurden nach Abzug der staatlichen Steuergutschrift für Solarenergie berechnet.

Sie haben heute mehr über die Komponenten netzgekoppelter Solaranlagen erfahren: PV-Module, Wechselrichter, Laderegler, Stromnetze, Sicherheitsschalter, Gestelle und Halterungen, Netzzähler (Leistungsmesser) und Combiner-Box. Jede Komponente verfügt über spezielle Funktionen, die zu einer besseren Leistung von Solarstromanlagen beitragen. Außerdem wissen Sie nun, wie hoch die ungefähren Kosten für eine netzgekoppelte Solaranlage je nach Leistungsgröße sein müssen.

Empfehlung: Was ist ein PWM-Laderegler?