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Grundlagen Je nach Standort versorgt uns die Sonne täglich mit mehr
Energie als wir Menschen je nutzen können und das gratis
und umweltfreundlich! Mittels Solarmodule, die wiederum aus
einzelnen Solarzellen bestehen, wird Sonnenenergie direkt
in elektrischen Strom umgewandelt. Vorteile:
- Unabhängigkeit von Energiepreisentwicklung
- Sonne
als unerschöpfliche unabhängige Energieressource
- dauerhaft
verfügbar, sicher, zuverlässig
- wirtschaftlich
und effizient
- umweltfreundlich
- keine
schädlichen Emissionen
- keine
CO2 -Belastung
- kein
Treibhauseffekt
Photovoltaik
versus Solaranlage: während eine Photovoltaikanlage aus
Sonnenenergie Strom erzeugt, erzeugt eine Solaranlage hingegen
Warmwasser für den Gebrauch oder die Heizungsanlage.
Fälschlicherweise wird der Begriff Solaranlage häufig
synonym für beide Bereiche verwendet.
Funktionsweise
Für die photovoltaische Energieumwandlung sind Halbleitermaterialien
notwendig. Das am häufigsten eingesetzte ist Silizium.
Eine kristalline Siliziumsolarzelle besteht aus zwei unterschiedlich
geladenen Siliziumschichten. Die Sonnen zugewandte Seite ist
mit Phosphor angereichert und daher negativ geladen. (Elektronenüberschuss).
Die Sonnen abgewandte Seite ist mit Bor versehen und daher
positiv geladen (Elektronenmangel). Diese beiden ungleichen
Ladungen werden durch eine Grenzschicht getrennt. Trifft nun
Sonnenlicht auf die Anlage, werden Ladungen freigesetzt und
das Ladungsgefälle verstärkt. Dies führt zu
einem Energiepotential in Form von elektrischer Spannung.
Wird nun ein Verbraucher im Sinne eines elektrischen Gerätes
angeschlossen, schließt sich der Kreis und Strom fließt.
Netzeinspeisung
Ein Wechselrichter wandelt die von den Solarzellen gewonnene
Gleichspannung in Wechselspannung um. Nun kann die gewonnene
Elektrizität entweder in das öffentliche Stromnetz
eingespeist oder direkt vor Ort gewinnbringend genutzt werden.
Die Einspeisesätze werden jeweils 20 Jahre lang garantiert.
Maßgeblich hierbei ist der Zeitpunkt der Inbetriebnahme
der Anlage. […siehe Fördermittel]
Modularten
Es existieren verschiedene Modularten und -typen, mono- und
polykristalline sowie Dünnschichtmodule. Äußerlich
unterscheiden sich die Module hauptsächlich in Farb-
und Formgebung, weiterhin in Leistung, Wirkungsgrad, Konstruktion
und Gewicht.
Welches Modul wann am besten geeignet ist, richtet sich nach:
- der Dachneigung und -ausrichtung
- der Dachfläche
- dem Verschattungswinkel
- der mechanischen Belastbarkeit des Daches
- der Optik
- der Amortisationsdauer
Eines haben alle jedoch gemeinsam, sie erfüllen die Anforderung
an eine lange Lebensdauer und effiziente Nutzung.
Leistungsgrad
und Wirkungsgrad
Ein wesentlicher Faktor für eine Photovoltaikanlage ist
die Nennleistung. Diese wird in Kilowatt peak (kWp) angegeben.
Die Leistung der Module ist bei warmen Temperaturen zwar am
günstigsten, aber hohe Außentemperaturen sind nicht
unbedingt mit einem hohen Ertrag gleich zu setzen. Entscheidend
ist der Leistungskoeffizient. Dieser gibt prozentual an, wie
die Leistung variiert, wenn sich das Modul um 1°C erwärmt
oder abkühlt. Je niedriger, desto besser die Leistung.
Ein weiterer wesentlicher Faktor für die Leistung einer
PV-Anlage ist der Wirkungsgrad. Je höher der Wirkungsgrad,
desto effizienter und weniger Fläche wird benötigt.
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