Funktion uns Komponenten

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1 Funktion uns Komponenten Der Begriff Photovoltaik: Der Begriff Photovoltaik ist zurückzuführen auf Phos (griechisch: Licht) und Volt (Maßeinheit der elektrischen Spannung). Unter Photovoltaik bezeichnet man daher die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie (photovoltaischer Effekt). Ein Solarmodul ist aus mehreren Solarzellen zusammengeschaltet. Über Reihen bzw. Parallelschaltung der Solarmodule wird Gleichstrom erzeugt. Photovoltaischer Effekt: Wenn auf eine Solarzelle Licht trifft, entsteht eine elektrische Spannung zwischen der dem Licht zugewandten und der dem Licht abgewandten Seite. Wird der Stromkreis geschlossen, fließt elektrischer Strom. negative Elektrode 4 n-dotiertes Silizium 2 Grenzschicht positive Elektrode 3 p-dotiertes Silizium () Ladungstrennung (2) Rekombination (3) ungenutzte Photonen-Energie (z.b. Transmission) (4) Reflexion und Abschattung durch Frontkontakte

2 Typen von Solaranlagen. Netzgekoppelte Solaranlagen: Komponenten: Solargenerator () Generatoranschlusskasten (GAK) (2/4) DC-Verkabelung (3) Wechselrichter (5) AC-Verkabelung (6) Einspeisezähler (7) Die Solarzellen wandeln das Sonnenlicht im Solargenerator in Gleichstrom um. Im Generatoranschlusskasten (GAK) werden die Module zum Solargenerator miteinander verschaltet. Um den erzeugten Gleichstrom in das öffentliche Stromnetz einspeisen zu können benötigt man Wechselrichter, die den Gleichstrom in 230 Volt Wechselstrom bzw. 400 Volt Drehstrom umformen. Der Wechselrichter arbeitet im Netzparallelbetrieb. Das bedeutet, dass Spannung und Frequenz des Wechselrichters mit dem öffentlichen Stromnetz übereinstimmen. Durch das Erneuerbare Energien Gesetz (Link: wird die Vergütung des eingespeisten Stroms in das öffentliche Stromnetz geregelt. Die Abrechnung erfolgt über einen separaten Einspeise- oder Lieferzähler.

3 2. Kleine Inselanlagen: Komponenten: Solargenerator, Laderegler und Akkumulator (Batterie) Inselsysteme sind an kein Netz gekoppelt. Deshalb kann eine einfache PV-Anlage Gleichstromverbraucher wie z.b. Radio, Fernseher, Beleuchtung, usw., direkt ohne Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom betreiben. Nachts oder an trüben Tagen kann mittels Akkumulatoren (Batterien) die gespeicherte Sonnenenergie verwendet werden. 3. Größere Inselanlagen: (Quelle: SMA) Die dezentralen Energieversorgungssysteme auf Basis erneuerbarer Energie setzen sich aus modularen Bausteinen zusammen und bieten viele Kombinationsmöglichkeiten. Mit modular aufgebauten Versorgungssystemen zur Wechselstromerzeugung lassen sich auf einfachste Weise verlässliche dezentrale Stromversorgungseinheiten aufbauen und betreiben. Die notwendigen Komponenten (Photovoltaikanlagen, Wind- und Wassergeneratoren, Batteriespeicher usw.) lassen sich baukastenartig einbinden und ermöglichen

4 mit Standardkomponenten eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten und damit eine auf Ihre individuellen Erfordernisse abgestimmte Energieversorgung. Die verschiedenen Arten von Solarzellen: Zellenarten: Monokristallines Silizium 5-8% Polykristallines Silizium 3-6% Mikrokristallines Silizium 9-% CIS, CIGS 0-2% Cadmium-Tellurid 8 0% Amorphes Silizium 5 7% Zellwirkungsgrad etaz Herstellung: Monokristalline Solarzelle Zur Herstellung von Solarzellen werden ca. 0,8 bis 0,3 mm dünne Scheiben aus einem Siliziumstab herausgesägt. Je nach angewandtem Verfahren besteht dieser Block aus einem einzigen Kristall (aus flüssigem Silizium gezogen). Daraus gefertigte Solarzellen werden daher monokristalline Solarzellen genannt. Polykristalline Solarzelle Bei einem anderen Verfahren ergibt sich bei der Erstarrung des flüssigen Siliziums eine Eisblumenstruktur aus vielen kleineren Kristallen. Daraus gefertigte Zellen werden als polykristallin bezeichnet. Dünnschicht Solarzelle Eine kostengünstige Alternative sind so genannte Dünnschichtzellen, da sie nur extrem wenig Halbleitermaterial benötigen. Die photoaktive Halbleiterschicht wird hierbei direkt auf ein Trägermaterial (i.d.r. Frontglasscheibe) aufgedampft.

5 PV-Checkliste: Flächenbedarf: Für kwp installierter Leistung mit kristallinen Modulen benötigt man ca. 8 m² Dachfläche (Schrägdach). Bei einer Flachdach- bzw. Freiflächenanlage erhöht sich der Flächenbedarf um das dreifache auf ca. 24 m² wegen des einzuhaltenden Verschattungswinkel zwischen den einzelnen aufgeständerten Modulreihen. Bei den von uns geführten Dünnschichtmodulen erhöht sich der Flächenbedarf ca. um den Faktor,4. Bauliche Voraussetzungen Verschattungsfreier Standort Dachausrichtung von Ost bis West, geneigtes Süddach ist optimal Dachneigung von ca Optimale Dachneigung (Süddeutschland). Bei Flachdächern können die Module aufgeständert werden. Auf ausreichende Statik des Dachstuhles achten. Relevant ist hier weniger das Eigengewicht der Solaranlage mit rund 20 kg/m² als vielmehr die angreifende Windlast mit Kräften, die standortabhängig weit über dem Äquivalent von 00 kg/m² liegen können. Eine gute Hinterlüftung der Solarmodule optimiert den Energieertrag der Anlage Link: Angebotsanfrage Erträge von Photovoltaikanlagen Welchen Ertrag kann man erwarten? Die Größe einer PV-Anlage wird nach der Leistung des Solargenerators in kwp angegeben. Dieser Wert beschreibt die Modulleistung unter genormten Testbedingungen. Erfahrungsgemäß erzeugt eine kwp PV-Anlage in Deutschland im Jahr ca. zwischen 850 und 00 kwh, abhängig von der Region (Nord-/Süddeutschland), der Ausrichtung, den Wetterbedingungen und der Anlagentechnik. Klimatisch bedingte jährliche Schwankungen der solaren Einstrahlung, die den Ertrag beeinflussen, liegen typischerweise im Bereich weniger Prozentpunkte. PV-Erträge sind damit vergleichsweise exakt zu prognostizieren. Link: Globalstrahlung BRD 2007 Globalstrahlung 2006 Globalstrahlung 2005 Globalstrahlung 2004 Globalstrahlung 2003 Globalstrahlung 2002

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