Im allgemeinen Sprachgebrauch wird es meist einfach als Solarmodul bezeichnet, aber hinter dieser vereinfachten Bezeichnung steckt eine sorgfältig durchdachte, mit technischer Präzision konzipierte Anlage. Zusammenfassend kann man sagen, dass eine Solaranlage unabhängig vom Typ aus den ausgewählten Halbleiterpaneelen, dem Wechselrichter, der Tragkonstruktion, den Schaltern und Kabeln sowie den Unfall- und Brandschutzteilen besteht.
Die Solaranlage wurde entwickelt, um die am leichtesten zugängliche erneuerbare Energiequelle, die Solarenergie, die praktisch unbegrenzt zur Verfügung steht, sowohl für die Einzel-/Familienhaushalte als auch für die Industrie nutzbar zu machen: Aus diesem Grund wird eine Solaranlage auch als Photovoltaikanlage bezeichnet.
GRUNDLAGEN DER FUNKTIONSWEISE EINER SOLARANLAGE – WAS MÜSSEN SIE ÜBER DIE SOLARENERGIE WISSEN?
Die Solarenergie ist heutzutage eine der am besten zugänglichen und nutzbaren erneuerbaren Energien. In Ungarn trifft man hauptsächlich 5 Arten von Energie: Solarenergie, Windenergie, Wasserenergie, geothermische Energie und Biomasse.
Wegen des Umweltschutzes und des energiesparenden Energieverbrauchs ist es wichtig, das Potenzial der erneuerbaren Energiequellen, der Solarenergie zu nutzen. Wenn wir so handeln, unterlasen wir unseren Nachkommen nicht nur einen lebenswerteren Planeten, sondern können wir auch unsere Energiekosten senken und belasten wir die Umwelt weniger.
Dank der fast überall verfügbaren Solarenergie können wir den Strom erzeugen, den wir für den Betrieb unserer Häuser und Arbeitsplätze sowie für den Verkehr benötigen. Wenn Sie es benutzen, müssen Sie auf keinen der gewohnten Annehmlichkeiten verzichten.
Sie können weiterhin Ihren Fernseher benutzen, Ihr Smartphone aufladen, Ihr WIFI, Ihren Waschautomaten, Ihren Wäschetrockner, Ihren Kühlschrank und Ihren Rasenmäher betreiben, aber Sie können die Sonnenenergie auch nutzen, um Ihr Haus zu heizen, das Warmwasser zu erzeugen und natürlich genug Strom zu finden, um Ihr Elektroauto aufzuladen. (Wenn Sie sich für eine Solaranlage mit einem solchen Wirkungsgrad entscheiden.)
MACHEN SIE DIE SOLARENERGIE NUTZBAR – FUNKTIONSWEISE DER SOLARANLAGE SCHRITT FÜR SCHRITT
Um die perfekte Solaranlage für Ihre Bedürfnisse auszuwählen, müssen Sie vorsichtig sein. Eine Solaranlage ist mit einem erheblichen finanziellen Aufwand verbunden, der sich im Laufe der Jahre zu 100 % amortisiert. Deshalb ist es wichtig, von Anfang an die beste Anlage für Sie auszuwählen.
Die Photovoltaikanlage
Dieser Begriff, der an ein Schimpfwort erinnert, bezeichnet im Wesentlichen die Solaranlage, die wie folgt aufgebaut ist.
Das Sonnenlicht wird von einzelnen Solarmodulen (1) aufgefangen, und die Energie wird dann über ein Gleichstromkabel zu einem Wechselrichter (2) geleitet, der sie in Wechselstrom (3) für den Hausgebrauch umwandelt. Vom Wechselrichter aus wird die Anlage an das Stromnetz angeschlossen, um den zusätzlich erzeugten Strom in die Anlage einzuladen, damit wir abends und im Winter oder bei schlechtem Wetter die erforderliche Strommenge aus dem Netz erhalten.
Wie Sie sehen werden, finden Sie bei den Solaranlagen auch Geräte mit unterschiedlichen Leistungsstufen. Das ist aber nicht schlimm, denn so können wir z.B. den Stromverbrauch eines kleinen Haushalts, der aus 1-2 Familienmitgliedern besteht, und einer größeren Familie oder sogar einer Fabrik genau feststellen und die Solaranlagen auf den tatsächlichen Bedarf abstimmen.
FUNKTIONSWEISE DER SOLARANLAGE
Eine Photovoltaikanlage ist praktisch eine Anlage, die ein Stromerzeuger ist, wenn die Anlage Licht von der Sonne aufnimmt. Es gibt mehrere verschiedene Typen von Anlagen. Die am weitesten verbreiteten Anlagen sind die Anlagen, die auf dem 1954 erfundenen Silizium-Halbleiter basieren.
Die Solaranlage selbst wandelt Licht, also die Solarenergie in Strom um. Aber es gibt eigene Schritte in diesem Prozess.
Stromerzeugung in 3 Schritten:
1. Das Sonnenlicht aktiviert die Module
Die Solaranlage nutzt die Energie der Sonne, wobei die auf Dächern, Garagendächern, Wänden oder sogar auf dem Boden installierten Solarmodule, die miteinander zu einem Array/zu einer Platte verbunden sind, durch die Sonnenstrahlen aktiviert werden. Der Rohstoff, die Füllung der Module spielt dabei eine wichtige Rolle, deshalb würden wir im Folgenden ein paar Worte dazu sagen.
In den meisten Fällen werden die einzelnen Module aus Silizium-Halbleiter hergestellt, da die robusten Eigenschaften dieses Materials einen jahrzehntelangen Betrieb ermöglichen. Im Allgemeinen kann man sagen, dass zwei Arten von Dünnschicht-Halbleitermaterialien miteinander kombiniert werden.
Diese kristallinen Silizium-Halbleiter werden mit separaten Verunreinigungen behandelt. Dabei handelt es sich um Verschmutzungen, die Verschmutzungen vom Typ p, d.h. vom positiven Typ und vom Typ n, d.h. vom negativen Typ sind. Das kristalline Siliziummaterial der Halbleiterschicht vom Typ n wird durch geringe Menge an Phosphor verunreinigt, wodurch in ihm freie Elektronen außerhalb der Gitterbindungen entstehen. Dies macht diese Schicht zu einem negativen Halbleiter.
Die Halbleiterschicht vom Typ p basiert ebenfalls auf kristallinem Silizium, der Unterschied liegt im Verunreinigungsmaterial. Das liegt daran, dass Bor bei diesem Verfahren verwendet wird, was zu einem Elektronmangel in der Struktur führt, deshalb kann man sagen, dass Löcher darin entstehen. Aufgrund des Elektronenmangels gilt die Schicht für positiven Halbleiter.
2. Es entsteht Gleichstrom
In den Silizium-Halbleiter-Modulen neutralisieren sich die negativen und positiven Ladungen gegenseitig, aber das Licht der Sonne und die Photonen im Inneren der Modulen erzeugen zwischen ihnen eine Spannung, ein elektrisches Feld. Dabei handelt es sich um das sogenannte Phänomen der Lichtabsorption, wodurch die im Modul befindlichen Elektronen in einen angeregten Zustand kommen.
In diesem Fall tritt das Phänomen der Ladungstrennung auf, wobei der Durchgang der durch das Sonnenlicht angeregten Elektronen p-n (positiv-negativ) ein konstantes elektrisches Feld erzeugt: dadurch werden die positiv und negativ geladenen Teilchen getrennt, die sich dann in Bewegung setzen.
Die in der positiven Ladung entstandenen Löcher bewegen sich in Richtung der negativen Ladung und die in der negativen Ladung entstandenen losen, freien Elektronen bewegen sich in Richtung der positiven Ladung. Es wird ein elektrisches Feld oder elektrischer Strom genannt. Diese Spannung, die ständig in Bewegung ist, wird über entsprechende Kontakte in einen externen Stromkreis eingespeist, es ist die Ladungsleitung. Das Endergebnis ist der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom.
3. Aus Gleichstrom zu Wechselstrom
Der von Solarzellen erzeugte Gleichstrom kann leider weder zu Hause noch im Büro verwendet werden. Die Verwendung erfordert eine Wechselstrom mit Spannung von 230 V und mit Frequenz von etwa 50 Hz. Alle unsere Elektrogeräte werden mit diesem so genannten Wechselstrom betrieben, der durch den Einbau eines Wechselrichters in der Anlage erreicht wird.
Dabei handelt es sich um ein Gerät, das mit Hilfe verschiedener Sensoren den Gleichstrom im Stromnetz des Installationsortes überwacht und anschließend den Gleichstrom entsprechend dem Installationsort in Wechselstrom umwandelt.
Sie können den von Ihrer Solaranlage erzeugten Wechselstrom nicht nur in Ihrem Haus nutzen, sondern Sie können ihn auch dem öffentlichen Stromnetz, Ihrem Energieversorgungsunternehmen verkaufen, wenn Sie mit Hilfe eines Wechselrichters den Wechselstrom in das Netz einspeisen.
Natürlich ist auch eine völlige Trennung und Unabhängigkeit vom Dienstleister möglich, aber dazu braucht man eine Insel-Solaranlage. Welche Vor- und Nachteile die Anlagen haben und welche Arten von Solarzellen Sie für Ihre Solaranlage wählen können, finden Sie in unseren Blogartikeln, wo wir alle Fragen beantworten.
Die Solaranlage und der Wirkungsgrad der Solaranlage
Achten Sie bei der Auswahl Ihrer zukünftigen Solaranlage vor allem auf den Wirkungsgrad der möglichen Anlagen. Es handelt sich um einen Prozentsatz, der angibt, wie effizient ein bestimmtes Solarmodul das Sonnenlicht in Strom umwandeln kann.
Unsere Erfahrung zeigt, dass Sie das Potenzial Ihrer Solaranlage nur dann voll auszuschöpfen können, wenn Ihr Dach nach Süden ausgerichtet ist (die ideale Ausrichtung des Solarmoduls ist also wichtig), und das Dach einen Neigungswinkel von 35° hat und es in der Nähe keine Verschattungsfaktoren gibt. Diese Kombination kommt in den seltensten Fällen selten vor.
Die schlagen Ihnen vor, in diesem Fall immer zu berücksichtigen, ob es sich loht, Mehrkosten für die zusätzliche Tragkonstruktion oder für den Umbau der gesamten Dachkonstruktion auszugeben, wenn die Leistung nur um einige Prozente steigen würde. Wenn eine Solaranlage, deren Wirkungsgrad um 5 % kleiner ist, immer noch die von Ihnen benötigte Leistung erbringen kann, könnte es sich lohnen, auf die Mehrkosten zu verzichten.
Wir möchten Sie aber schon jetzt darauf aufmerksam machen, dass der Grundsatz „größer ist immer besser“ nicht unbedingt für Solaranlagen gilt. Ganz einfach, weil der Betrieb und der Wirkungsgrad einer Solaranlage durch zahlreiche, außerhalb Ihrer Kontrolle liegende Faktoren beeinflusst wird.
Zum Beispiel:
- Neigung des Daches,
- Neigung der Sonnenmodule,
- Ausrichtung des Daches,
- Klima
- das aktuelle Wetter:
- verschiedene Abschattungsfaktoren (z. B. Schornstein, Baum, Nachbarhaus, Strommast usw.).
Bei herkömmlichen Solaranlagen beeinflusst bereits ein einziges beschattetes Solarmodul negativ den Betrieb der anderen Module, weil sie nur so gut wie das „schwächste“ Glied funktionieren. Glücklicherweise sind die modernen, sogenannten intelligenten Anlagen von heute in der Lage, die Leistung zu optimieren und diese negativen Auswirkungen so gut wie möglich zu mildern.
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