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Photovoltaik ·  Module ·  Zelltechnik ·  Wechselrichter ·  Solarkabel ·  EEG ·  Standort ·  Inselanlagen

Photovoltaik - in aller Kürze

Solarzellen(-module) erzeugen unter Einwirkung des Sonnenlichts Gleichstrom (photovoltaischer Effekt). Dieser wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom transformiert und i. A. ins öffentliche Netz eingespeist. Der Einspeisezähler registriert die produzierte Leistung ihres Solarkraftwerkes in Kilowattstunden. Diese bekommen sie nach EEG vergütet.

Netzgekoppelte PV-Anlage (Quelle: DGS)
Netzgekoppelt


Funktionsweise einer kristallinen Solarzelle (Quelle: DGS)
<b>Photovoltaik</b>-Effekt



Module

Das wichtigste Glied ihrer PV-Anlage besteht aus in Reihe geschalteten Solarzellen, standardmäßig zwischen Weißglas und Tedlar (Rückseite) mittels EVA eingeschlossen. Für gewöhnlich erfolgt eine Rahmung aus Aluminium zu Stabilisierung und Befestigung.
Erwartete Lebensdauer: ca. 30 Jahre, d.h. die Anlage hat nach 20 Jahren noch einen erheblichen Restwert!

Aufbau eines Standardmodules (Quelle: DGS)
Standardmodul



Zelltechnik

Unterschieden werden vorwiegend folgende Zellarten:
polykristallin : Standard, Farbe blau, geschnitten aus gegossenem Silizium
monokristallin : dunkelblau bis schwarz, aus Einkristall (regelmäßige Struktur, Silizium)
Dünnschicht : aufgetragene Schichtdicke äußerst gering.

Monokristalline Zellen weisen einen meist geringfügig besseren Wirkungsgrad auf als polykristalline, sind aber entsprechend meist etwas teurer. Dünnschichtzellen weisen einen geringeren Leistungsabfall bei Temperaturerhöhungen auf und besitzen besseres Schwachlichtverhalten. Besondere Eignung für schlecht ausgerichtete Dachflächen. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad deutlich kleiner und man benötigt je nach Ausführung in etwa die 1,3- bis 2-fache Fläche, um die gleiche Gesamtleistung zu erzielen. (http://de.wikipedia.org./wiki/Solarzelle)



Wechselrichter

Netzeinspeise-Wechselrichter sorgen für die Umwandlung des produzierten Gleichstroms in netzsynchronen Wechselstrom. Die Modelle aller führenden Hersteller verfügen über ein Display mit Menüführung. Alle anlagenrelevanten Daten sind abzufragen. Optional sind Anlagenüberwachungen möglich.



Solarkabel

und Steckverbindungen werden gefertigt aus extrem robusten und witterungsbeständigem Material und führen von den einzelnen Strings der Anlage zum Wechselrichter.



EEG (Erneuerbare Energien Gesetz)

garantiert in Deutschland eine 20 Jahre währende Vergütung ihres eingespeisten Stromes nach festgesetzten Tarifen (http://www.erneuerbare-energien.de/inhalt/5982/4596/):

Anlagen an oder auf Gebäuden
Größe
bis 30 kW 30-100 kW 100-1000 kW ab 1000 kW
Vergütung
Volleinspeisung
28.74 27.33 25.86 21.56
Eigenverbrauchsvergütung1
bis 30% Eigennutzung
12.36 10.95 9.482  
Eigenverbrauchsvergütung1
ab 30% Eigennutzung
16.74 15.33 13.362  
1) angenommener Haushaltsstrompreis: 20 ct./kWh netto
2) 100 kWh - 500 kWh


Angaben in Cent / kWh. Die Leistung ist bezogen auf die AC-Seite der Anlage.



Standort

Die Effizienz einer PV-Anlage ist neben Qualität und Abstimmung der Komponenten abhängig von Modulneigung (Dachneigung) und Ausrichtung (Himmelsrichtung), sowie der geographischen Lage des Standorts (Globalstrahlung). In unseren Breiten optimal ist eine Modulneigung von ca. 30° bei südlicher Ausrichtung. Abweichungen vom Optimum der Dachneigung und Ausrichtung bedeuten allerdings erstaunlich wenig Minderertrag (siehe Abb.)

Zusammenhang Dachneigung - Ausrichtung - Ertrag
Ausrichtung - Ertrag


Globalstrahlung Deutschland (Quelle: DGS)
Globalstrahlung



Inselanlagen

Autarke oder Inselanlagen eignen sich vor allem überall dort, wo kein Netzanschluß verfügbar ist, z.B. Wochenendhäuser, Wohnmobile, etc. Die Energie wird dabei in Akkus gespeichert.
Schwerpunkte der Forschung liegen in der Entwicklung eiffizienter und umweltfreundlicher Speichermedien (z.B. auch Verwendung der solaren Energie zur Erzeugung von Wasserstoff).

Inselanlage (Quelle: DGS)
Inselanlage


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