Von Photovoltaik bzw. solarer Stromerzeugung spricht man, wenn eine Solarzelle Licht sauber und ohne weiteren Brennstoff direkt in Elektrizität umwandelt.
Solarzellen bestehen aus mindestens zwei Schichten von Halbleitern wie Silizium. Eine Schicht ist elektrisch positiv, die andere negativ. Treffen nun Lichtpartikel (Photonen) auf die Zelle, werden einige Photonen von den Atomen des Halbleiters absorbiert. Dadurch werden Elektronen in der negativen Schicht freigesetzt und fließen nun vom Halbleiter durch einen externen Stromkreis zur positiven Schicht. Durch den Elektronenfluss entsteht ein elektrischer Stromkreis. Die Stromstärke variiert nach Zellenfläche und Lichtintensität. Die Stromspannung ist abhängig vom Material des Halbleiters, jedoch unabhängig von der Zellengröße.
Wie funktioniert Photovoltaik?
Netzverbund:
Der von der Solarzelle gewonnene Gleichstrom wird über einen Wechselrichter direkt in das 230-Volt-Netz eingespeist. Die angeschlossenen Verbraucher werden direkt von der PV-Anlage betrieben. Überschüsse werden vom öffentlichen Netz abgenommen. Zusätzlich benötigte Energie wird vom öffentlichen Netz geliefert. Die eingespeiste Energie wird, unabhängig vom Eigenverbrauch, mit dem vereinbarten Tarif vergütet.
Wechselrichter:
Für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom wird ein Wechselrichter benötigt.
Hierbei sind folgende Kriterien zu beachten:
- Die Umgebungstemperatur soll zur Vermeidung von Leistungsbegrenzungen möglichst niedrig sein.
- Der Untergrund soll fest sein.
- Der Wechselrichter entwickelt auch bei hoher Belastung nur geringe Geräusche.
- Der Abstand des Wechselrichters zu den Solargeneratoren soll möglichst kurz sein.
- Der Montageort soll gut zugänglich sein.
Photovoltaik - Montagemöglichkeiten
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Der optimale Aufstellungsort für einen Solargenerator ist das Dach, da dort die Anlage meistens am besten der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist.
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Die optimale Dachneigung liegt zwischen 20 bis 50°, bei Flachdächern wird die Neigung durch Aufständerung erzielt.
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Ausrichtung ist von Ost bis West möglich
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Wichtig ist, dass keine Schatteneinwirkung durch Bäume, Schornsteine, Antennen usw. erfolgt.
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Abweichungen von diesen Punkten führen zu einer Verminderung des Energieeintrags.
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Grundsätzlich können die Module auch an anderen Orten wie z. B. Feldaufstellung, an Hängen, oder Fassaden montiert werden.
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Batterieanlage: Für eine bessere Ausnutzung der gewonnenen Energie ist die Aufstellung einer Batterieanlage zu empfehlen. Allerdings muss dazu der Wechselrichter geeignet sein. Der große Vorteil der Batterie ist die Notstromversorgung bei Netzausfall.
