PHOTOVOLTAIK- ANLAGEN

Transkript

1 TO* PHOTOVOLTAIK- ANLAGEN UB/TIB Hannover

2 Fraunhofer 1SE, Photovoltaik-Anlagen INHALTSVERZEICHNIS Seite Kapitel 1 Photovoltaische Energieversorgungssysteme - Prinzipieller Systemaufbau und Einsatzmoglichkeiten 1 Werner Roth 1.1 Einleitung Solarenergieangebot Begriffsdenfinition bezuglich der Abgrenzung der verschiedenen Photovoltaik-Systeme untereinander Prinzipieller Aufbau von photovoltaischen Energieversorgungssystemen Einsatzmoglichkeiten photovoltaischer Energieversorgungssysteme Zusammenfassung Literatur 43 Kapitel 2 Grundlagen zur Nutzung der Sonnenenergie 47 Robert Kaiser 2.1 Einleitung Physik und Alltagswelt Energie und Energienutzung Modelle von Strahlung und Materie Die Wechselwirkung von Strahlung und Materie Solare Strahlung auf der Erdoberflache Grundzuge effektiver Nutzung der Sonnenenergie Literatur 67 IX

3 Fraunhofer ISE, Photovoltaik-Anlagen Kapitel 3 Solarzellen und Module - Aufbau und Eigenschaften 69 Heribert Schmidt 3.1 Einleitung Grundlagen Kennlinien von Solarzellen Charakteristische GroBen von Solarzellen Bewertung wichtiger Solarzellentechnologien Verschaltung von Einzelzellen zu Modulen Vermessung von Solargeneratoren Anhang Literatur 110 Kapitel 4 Speicher fur elektrische Energie in Photovoltaik-Anlagen Dirk Uwe Sauer, Heribert Schmidt HI 4.1 Einleitung Ill 4.2 Begriffsbestimmung Klassifizierung der Betriebsbedingungen von Batterien in PV-Anlagen Unterschiedliche Speicherkonzepte Bleibatterien Laderegler CHarge EQualizer Literatur 179 Kapitel S Wechselrichter fur Photovoltaik-Anlagen 181 Heribert Schmidt 5.1 Einleitung Inselwechselrichter Netzwechselrichter Herstelleradressen Literatur 198

4 Fraunhofer ISE, Photovoltaik-Anlagen Kapitel 6 Photovoltaik-Anlagen fiir netzferne Anwendungen 201 Georg Bopp, Klaus Kiefer 6.1 Einleitung Prinzipieller Systemaufbau Anforderungen an die Anlagenkomponenten Energiesparende Haushaltsgerate Betriebsfuhrung Praktische Hinweise fur die Planung von Photovoltaik-Anlagen im Inselbetrieb Ausgefuhrte Anlagen Ausblick Literatur 231 Kapitel 7 Betriebsfuhrung von Photovoltaik-Hybridsystemen 233 Georg Bopp, Robert Kaiser 7.1 Einleitung Stand der Technik Ladezustandsbestimmung Ein Betriebsfuhrungsverfahren unter Berucksichtigung des Ladezustands Lastmanagement Literatur 250 Kapitel 8 Die Wahl der geeigneten Netzform in photovoltaischen Inselsystemen 253 Klaus Preiser, Georg Bopp 8.1 Einleitung Die verschiedenen Netzformen Die offentliche Hausstromversorgung Die Stromversorgung von Hausem ohne NetzanschluB Zusammenfassung Literatur 263 XI

5 XII Fraunhofer ISE, Photovoltaik-Anlagen Kapitel 9 Wechselwirkung zwischen PV-Anlagen und ihren Nutzern 265 Petra Schweizer-Ries, Klaus Preiser 9.1 Einleitung Der Mensch im technischen PV-System Die PV-Stromversorgung des Dorfes "Bognago" in den italienischen Alpen Literatur 277 Kapitel 10 Dezentrale netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen 279 Volker Hoffmann, Andreas Bleil, Thomas Erge, Klaus Kiefer, Werner Knaupp 10.1 Prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise Einspeisevorschriften der EVU Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Bund-Lander-1000-Dacher- Photovoltaik-Programm Kostenabschatzung Zusammenfassung Literatur 315 Kapitel U Zentrale netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen 317 Werner Knaupp 11.1 Einleitung Systemkomponenten und Anlagenkonfigurationen Realisierte Anlagen und Betriebserfahrungen Kosten und energiewirtschaftliche Einordnung Literatur 348

6 Fraunhofer 1SE, Photovoltaik-Anlagen Kapitel 12 Photovoltaisch betriebene Pumpensysteme 351 Oliver Mayer 12.1 Einleitung Situation der Energie- und Wasserversorgung in Entwicklungslandem Technische Eigenschaften und Betriebsgrenzen vonpvps Beschreibung der Komponenten eines PVPS und der EinfluBfaktoren Auslegungsverfahren fur photovoltaische Pumpensysteme Beispiele fur den Einsatz photovoltaischer Pumpensysteme Literatur 401 Kapitel 13 Elektrische Sicherheit und Errichtungsbestimmungen 405 Hermann Laukamp, Georg Bopp, Thomas Erge 13.0 Ubersicht Einleitung Fehlermoglichkeiten in Photovoltaik-Anlagen Lichtbogengefahr Errichtungsbestimmungen Erkennung von Isolationsdefekten Elektromagnetische Vertraglichkeit Zusammenfassung Literatur 441 xni

7 YTV Fraunhofer ISE, Photovoltaik-Anlagen Kapitel 14 Blitzschutz in Photovoltaik-Anlagen 443 Georg Bopp, Klaus von Dohlen 14.1 Einleitung Ursachen von atmospharisch bedingten Uberspannungen in PV-Anlagen Kopplungsarten Erdung Zusammenfassung der SchutzmaBnahmen Literatur 464 Kapitel 15 Auslegung von Photovoltaik-Anlagen 467 Robert Kaiser 15.1 Einleitung Die Beurteilung der Funktion eines PV-Systems Beurteilungsparameter Prinzip und Methoden der Auslegung Fur die Auslegung relevante Zusammenhange und Aspekte der Funktion eines PV-Systems EinfluB der Art des Systems EinfluB der Befriebsbedingungen Ausfiihrung der Anlage Simulationsprogramme fur Photovoltaik-Systeme Beispiele Literatur 502 Kapitel 16 Photovoltaik an Gebauden 505 Hermann Laukamp, Peter Toggweiler, Ingo Hagemann 16.1 Einleitung Ausrichtung und Energieertrag Module fur Gebaude Montagemethoden 512

8 Fraunhofer ISE, Photovoltaik-Anlagen 16.5 Integration der Photovoltaik in den architektom'schen Planungs-und Gestaltungsprozess Beispiele realisierter PV-Hauser Literatur 559 Kapitel 17 PV-Praxis im Elektrohandwerk 561 Helmut Godard 17.1 Vorbemerkung Akquisition und Kalkulation Planung, Anmeldung, Montage, Abnahme Abnahme und Obergabe Zusammenfassung 567 Kapitel 18 Kumulierter Energieaufwand und Aspekte zur Umweltvertraglichkeit von Photovoltaik-Anlagen 569 Gerd Hagedorn 18.1 Einleitung Kumulierter Energieaufwand fur die Herstellung von Photovoltaik-Anlagen Gesichtspunkte zur Umweltvertraglichkeit Zusammenfassung Literatur 599 Anhang Autorenverzeichnis 602 Aufgaben und Leistungsspektrum des Fraunhofer ISE 613 Seminarhinweis 'Photovoltaisch versorgte Gerate und Kleinsysteme' 617 XV