Die Funktionsweise einer Solaranlage einfach erklärt

Die Funktionsweise einer Solaranlage einfach erklärt

Photovoltaik im Bezirk Gänserndorf, Photovoltaik im Bezirk Mistelbach, Photovoltaik im Bezirk Korneuburg und Photovoltaik im Bezirk Hollabrunn erfreuen sich durch die Erzeugung von kostengünstigen und umweltfreundlichen Solarstrom wachsender Beliebtheit.

Komponenten und Funktion

Die PV Module absorbieren die Strahlung der Sonne und wandeln diese in elektrische Energie, respektive Gleichstrom (DC), um. Für die Nutzung im Haushalt muss dieser durch einen Wechseltrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden.

Mit Stromspeicher wird der überschüssige Solarstrom „zwischengelagert“, um nicht in das öffentliche Netz eingespeist zu werden. Wenn der Verbrauch die Produktion wieder übersteigt (z.B in der Nacht), wird der Speicher angezapft, um den günstigen Solarstrom zu verwernden und den Selbstversorgungsgrad zu erhöhen.

Der Aufbau von kristallinen Solarmodulen

Das Herzstück von Photovoltaikanlagen sind die Solarmodule.

In der Vergangenheit haben sich insbesondere kristallinen Solarmodule bewährt. Die günstigeren polykristallinen Solarzellen wurden in den letzten Jahren von den leistungsstärkeren monokristalline Solarzellen (erkennbar an der schwarzer Farbe) abgelöst.

Bei der Produktion von kristallinen Solarzellen wird gereinigter Quarzsand zu Silizium-Kristallen geformt. Der Unterschied zwischen poly- und monokristallinen Solarzellen besteht darin, dass polykristallines Silizium aus unterschiedlich großen Kristallen besteht und monokristallines Silizium die Form eines einzigen Silizium-Kristalls aufweist.

Monokristalline Solarzellen haben einen höheren Wirkungsgrad und können mit der Zusammenschaltung zu einem Solarmodul eine größere Menge Solarenergie in Solarstrom umwandeln.

Die Funktion der Solarzelle

Durch das einfallende Sonnenlicht werden innerhalb der Solarzellen positive und negative Ladungsträger freigesetzt. Das Silizium als sogenannter Halbleiter dient zur Weiterleitung der Energie innerhalb der Zelle.

Die Solarzelle besteht aus zwei Siliziumschichten mit p- und n-dotiertem Silizium. Im Gegensatz zur negativen n-dotierten Siliziumschicht weist die p-dotierte Siliziumschicht einen positiven Ladungsüberschuss auf. Das elektrische Spannungsfeld in den Zellen entsteht durch das Zusammentreffen von beiden Schichten.

Durch die Sonneneinstrahlung auf die Solarzellen dringen Photonen, welche die Elektronen von den Atomen trennen, ein. Die frei gewordenen Elektronen nehmen den Weg in die p-dotierte Schicht, die entstandenen Elektronenlöcher zur n-dotierten Schicht. Die Elektronen werden auf der Vorder- und Rückseite der Zelle durch die Kontaktschicht aus Metall abgeleitet und abschließend durch Leitbahnen zum Fließen gebracht.

Solarkabel zum Transport von Solarstrom

Weil das österreichische Stromnetz nicht auf Gleichstrom ausgelegt ist, kann dieser nicht direkt verbraucht werden und muss vorgängig mit dem PV-Wechseltrichter in Wechselstrom umgewandelt werden. Damit dies möglich ist, muss der Solarstrom mithilfe von Solarkabel zum Wechselrichter gelangen, welche die einzelnen Solarmodule und weitere Komponenten miteinander verbinden.

Die Aufgaben des Wechselrichters

Ohne Wechseltrichter, welcher den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, wäre der Solarstrom unbrauchbar. Zudem überwacht er wichtige Parameter, regelt die Einspeisung ins öffentliche Netz und trennt die Solaranlage bei einer Störung als Schutz vor Fehlfunktionen vom Stromnetz.

PV- und Batterie-Wechselrichter

Der Gleichstrom wird durch den PV-Wechselrichter in Wechselstrom und damit zur Nutzung umgewandelt. Da die meisten Stromspeicher lediglich Gleichstrom speichern, muss der Wechselstrom vor der Speicherung durch den Batterie-Wechseltrichter wieder in Gleichstrom umgewandelt werden.

Wissenswert

Der Hybrid-Wechseltrichter ist der Zusammenschluss eines PV-Wechselrichters mit dem Batterie-Wechselrichter. Er speichert den erzeugten Gleichstrom direkt im Stromspeicher und wandelt diesen erst unmittelbar vor dem Verbrauch in Wechselstrom um. Quintessenz: Minimierung von Verlusten und Ertragserhöhung.

Mit dem Stromspeicher den Eigenverbrauch erhöhen

Der Hype zu Beginn der Solarstrom-Ära mit der Einspeisevergütung hat sich über die Jahre hin zum Eigenverbrauch geändert. Die heute günstigste Stromquelle ist der Solarstrom.

Aufgrund der stark gesunkenen Einspeisevergütung für Photovoltaik im Bezirk Gänserndorf, Photovoltaik im Bezirk Mistelbach, Photovoltaik im Bezirk Korneuburg und Photovoltaik im Bezirk Hollabrunn lohnt sich eine Einspeisung ins öffentliche Netz kaum noch. Der Trend geht hin zu einem möglichst hohen Eigenverbrauch.

Die Einspeisung und Vergütung

In Österreich gehört die Solarenergie zu den günstigsten Energiequellen. Gleichzeitig mit der Preissenkung für Solaranlagen ist die Einspeisevergütung gesunken und bedeutet, dass sich der Eigenverbrauch mehr lohnt.

Zusammenfassung der Funktionsweise einer Solaranlage:

  • Die Sonnenstrahlung wird durch die Solarmodule in Gleichstrom umgewandelt.
  • Der Gleichstrom wird vom Wechselrichter in Wechselstrom zur Eigennutzung oder Einspeisung umgewandelt.
  • Das Solarkabel leitet den Gleichstrom zum Wechselrichter.

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