Photovoltaikanlage mit Solarzellen

Die Photovoltaik ist eine der modernsten Quellen für elektrische Energie. Das System ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil es eine nachhaltige Stromversorgung ermöglicht und zudem die Umwelt nicht belastet. Ein Photovoltaikkraftwerk besteht aus Solarzellen, die Sonnenenergie in elektrischen Strom umwandeln.

1. Vor- und Nachteile der Photovoltaik

Verbraucher entscheiden sich häufig für die Photovoltaik, da es sich um ein System zur Stromerzeugung handelt, das umweltfreundlich ist, keine schädlichen Emissionen verursacht, sehr leise und unauffällig arbeitet und es zudem ermöglicht, durch den Einsatz einer Photovoltaikanlage unabhängig vom öffentlichen Stromnetz zu werden. Allerdings hat die Solarenergieversorgung auch Nachteile, da sie nach wie vor einen geringen Wirkungsgrad aufweist und relativ teuer ist.

2. Wann kommt eine Solaranlage zum Einsatz?

Eine Photovoltaikanlage kann fast immer eingesetzt werden. Häufig wird sie bei Gebäuden verwendet, die weit vom öffentlichen Stromnetz entfernt sind, wie z. B. auf abgelegenen Bauernhöfen, in entlegenen Tälern, auf Berghütten usw.

Eine Solaranlage wird jedoch auch bei Objekten eingesetzt, die in der Nähe des zentralen Stromnetzes liegen, vor allem dann, wenn die Nutzer eine saubere und nachhaltige Stromquelle wünschen. Obwohl das Gebäude seinen Strom aus der Photovoltaikanlage bezieht, ist es in der Regel auch an das öffentliche Netz angeschlossen. So beziehen wir in Monaten mit weniger Sonnenschein Strom aus dem Netz, während wir in sonnenreichen Monaten den Strom zurück ins öffentliche Netz verkaufen können.

3. Wie funktioniert eine Solarzelle?

Die Grundlage einer Photovoltaikanlage ist die Solarzelle, die Sonnenphotonen in elektrische Energie umwandelt. Photonen, die auf die Solarzelle treffen, dringen in ihr Inneres ein und stoßen Elektronen in der Zelle heraus. Die Elektronen in der Zelle setzen sich in Bewegung, und ihre Bewegung erzeugt einen elektrischen Strom. Photovoltaikzellen bestehen meist aus Silizium. Die Solarzellen sind zu Paneelen oder Solarmodulen zusammengefasst. Teil der Photovoltaikanlage ist auch ein Regler, der die Solarmodule, die Verbraucher sowie den Akku miteinander verbindet. Dieser regelt den Stromfluss zwischen den einzelnen Elementen.

Wenn wir eine bessere Übersicht über das System wünschen, schließen wir zwischen Akku und Regler noch zusätzliche Elemente an, die anzeigen, wie der Strom zwischen den einzelnen Elementen fließt. Wenn das Gebäude nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen und völlig autonom ist, muss zusätzlich ein Generator in das System integriert werden. Vor allem bei schlechtem Wetter können die Solarzellen nicht genügend elektrische Energie liefern, weshalb wir auf den Generator zurückgreifen müssen.

4. Wirkungsgrade in der Photovoltaik

Die derzeit höchsten Wirkungsgrade werden von monokristallinen Siliziumzellen erzielt; im allgemeinen Einsatz liegen diese zwischen 15 und 17,5 %. Daneben gibt es auch polykristalline Solarzellen, die im allgemeinen Einsatz Wirkungsgrade zwischen 13 und 15 % erreichen.

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5. Photovoltaik – Berechnung für Photovoltaikzellen

Die Größe der Module legen wir entsprechend unserem zukünftigen Verbrauch fest. Wir müssen die Leistungsaufnahme aller einzelnen Geräte (Verbraucher) im Gebäude addieren und diese dann mit der Anzahl der Stunden des täglichen Verbrauchs multiplizieren. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass einige Verbraucher auch abends, wenn keine Sonne scheint, in Betrieb sind, weshalb wir etwas Energie für diese zurückhalten müssen.

6. Wie läuft die Montage einer Solaranlage ab?

Der Standort für die Aufstellung der Solarmodule ist äußerst wichtig. Sie müssen so positioniert werden, dass sie möglichst viel Sonnenenergie einfangen:

• Die Solarmodule müssen so weit wie möglich nach Süden ausgerichtet sein,
• Die Module müssen in einem Neigungswinkel zwischen 10 und 40° aufgestellt werden; im Sommer liegt der optimale Neigungswinkel bei etwa 30°, im Winter bei 70°,
• Die Sonneneinstrahlung am Standort muss so lang wie möglich sein, zwischen 7 und 18 Stunden im Sommer,
• Solarmodule werden in der Regel auf Dächern oder Vordächern installiert.

Es können auch spezielle Nachführmodule verwendet werden, die so eingebaut sind, dass sie der Sonne folgen. Dieses System ist zwar teuer, ermöglicht aber eine maximale Ausnutzung der Module. Die Montage einer Solaranlage ist sehr einfach. Die Solarmodule werden auf die vorbereitete Unterkonstruktion geschraubt und mit dem Transformator verbunden.

7. Solaranlage – Preis

Wie hoch ist der Preis einer Solaranlage? Die Preise für Solaranlagen können sehr unterschiedlich sein, je nach Anzahl der Module, Art der Solarzellen und zusätzlichen Komponenten, die in das System integriert sind. In der Regel liegt der Preis für eine Standardanlage für ein Einfamilienhaus zwischen 5.000 und 6.000 EUR, ohne Wechselrichter.

Hinweis: Die Preise sind ungefähre Angaben und dienen lediglich als Orientierung.

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