Was ist Solarenergie?

Solarenergie ist jede Art von Energie, die von der Sonne kommt und in thermische oder elektrische Energie umgewandelt wird.

Was sind Fotovoltaik Anlagen?

Photovoltaikanlagen sind Stromversorgungssysteme, die mittels Photovoltaik nutzbaren Solarstrom liefern. Einfacher ausgedrückt: Photovoltaikanlagen nehmen das Sonnenlicht direkt auf und wandeln es in Strom um.

Wie funktionieren Photovoltaikanlagen, und aus welchen Komponenten bestehen sie?

Photovoltaikanlagen wandeln das Sonnenlicht direkt in Strom um, und dazu benötigt das System die folgenden Komponenten;

Photovoltaik-Paneele (PV-Paneele)

Mit ihren Photovoltaikzellen bestehen die PV-Paneele in der Regel aus Schichten aus Silizium, Bor und Phosphor. Die Borschicht sorgt für die positive Ladung, die Phosphorschicht für die negative Ladung, und die Siliziumscheibe fungiert als Halbleiter. Im Laufe der Jahre wurden vier Arten von Photovoltaik-Paneelen entwickelt, die sich durch ihre Solarzellentechnologie und ihr Material unterscheiden.

Monokristalline Paneele

sind die am meiste verbesserte und neueste Technologie von Solarmodulen, deren Zellen aus einem einzigen reinen Siliziumkristall bestehen, der in mehrere Wafer geschnitten ist. Durch die Verwendung von reinem Silizium sind diese Paneele die platzsparenden, leistungsstärksten und langlebigsten unter allen Photovoltaik-Paneelen.

Polykristalline Paneele

bestehen aus verschiedenen Silikonkristallen, die geschmolzen und in eine quadratische Form gegossen werden. Durch diese Technik sind die polykristallinen Paneele wesentlich preiswerter, aber gleichzeitig auch weniger effizient.

Passivierte Emitter- und Rückseitenzellen (PERC-Paneele)

sind Photovoltaikmodule, deren Technologie das unzureichend absorbierte Sonnenlicht durch eine zusätzliche Schicht auf der Rückseite der Solarzellen wieder einfängt. Aufgrund der zusätzlichen Materialien und der fortschrittlicheren Technologie sind diese Paneele etwas teurer, ermöglichen aber eine höhere Sonnenenergiegewinnung und Effizienz.

Dünnschicht-Paneele

zeichnen sich durch sehr feine Schichten aus, die so dünn sind, dass sie flexibel sind. Diese Platten benötigen keinen Rahmen und sind viel leichter und einfacher zu installieren. Aufgrund ihrer Schichtstruktur sind sie jedoch wesentlich weniger effizient als typische Silikonpaneele.

NETZUNABHÄNGIGE SYSTEME (STANDALONE-SYSTEME)

Inselanlagen sind Solarenergieanlagen, die unabhängig vom Stromnetz arbeiten. Diese Systeme sind so konzipiert, dass sie genügend Strom erzeugen und speichern, um den Energiebedarf von Haushalten, Unternehmen und anderen Einrichtungen zu decken. Off-Grid Systeme verlassen sich bei der Stromversorgung ausschließlich auf die Batterien als Energiespeicher, da sie keinen Zugang zu einer kontinuierlichen Stromversorgung, wie dem Stromnetz, haben.

NETZGEKOPPELTE SYSTEME ( ON-GRID SYSTEME )

Netzgekoppelte Systeme sind Solarenergieanlagen, die direkt an das Stromnetz angeschlossen sind. Diese Systeme nutzen Photovoltaikmodule, um das Sonnenlicht in Strom umzuwandeln und damit Häuser, Unternehmen und andere Einrichtungen zu versorgen. Bei netzgekoppelten Anlagen wird der von den Photovoltaikmodulen erzeugte Stromüberschuss in das Stromnetz zurückgespeist, so dass der Kunde über das Net-Metering eine Vergütung oder Gutschrift erhalten kann.

Faktoren, die die Systemeffizienz beeinflussen

Solange die Sonne scheint und die Photovoltaikmodule in Ordnung sind, werden die Strom- und Energieproduktion aufrechterhalten, und der Nutzer profitiert oft von der Anlage selbst. Es gibt jedoch eine Reihe von Faktoren, die sich auf die Effizienz des Systems und der Photovoltaikmodule auswirken, wobei die Erwartungen und die Realität durch eine durchgezogene Linie getrennt werden sollten. In Anbetracht der Tatsache, dass die Paneele oft eine Herstellergarantie von mindestens 15 Jahren und eine Leistungsgarantie von mindestens 20 Jahren haben, sollten die folgenden Parameter berücksichtigt werden;

Paneel-Typ und Qualität

Da der Strombedarf, die Anfangsinvestitionen und der Platzbedarf jedes Nutzers unterschiedlich sind, werden auch die Anforderungen an das Photovoltaiksystem von diesen Faktoren beeinflusst. Monokristalline Paneele sind jedoch viel effizienter als andere, und die Verwendung monokristalliner Paneele für kleine bis mittlere Flächen, z. B. in Carports und Wohneinheiten, wird dringend empfohlen.

Zelltechnologie

Mit der zunehmenden Technologie und den neuesten Entwicklungen gibt es Tausende von Herstellern von Photovoltaikmodulen, die die neuesten „Half-Cut“- und „Multi-Busbar“-Zelltechnologien verwenden. Half-Cut bedeutet, dass die Module aus 120 kleineren statt aus 60 größeren Zellen bestehen. Bei herkömmlichen PV-Modulen auf Siliziumzellenbasis können die Bänder, die benachbarte Zellen miteinander verbinden, während des Stromtransports einen erheblichen Leistungsverlust verursachen. Die Halbierung der Solarzellen hat sich als wirksames Mittel zur Verringerung der Widerstandsverluste erwiesen. MBB bedeutet, dass eine Solarzelle mit 12 oder 16 Busbars anstelle von 4, 5 oder 6 ausgestattet ist. Dies bedeutet, dass die Module eine höhere Ausgangsleistung und eine höhere Zuverlässigkeit bieten.

Wetterbedingungen und Temperatur

Die Temperatur eines Solarmoduls kann seine Fähigkeit, Energie zu erzeugen, beeinträchtigen. Dieser Leistungsverlust spiegelt sich im Temperaturkoeffizienten wider, der angibt, wie stark die Leistung des Moduls pro 1°C Anstieg über 25°C (77°F) abnimmt. Monokristalline und polykristalline Paneele haben einen Temperaturkoeffizienten zwischen -0,3 %/°C und -0,5 %/°C, während Dünnschichtpaneele eher bei -0,2 %/°C liegen. Das bedeutet, dass Dünnschichtmodule eine gute Option für heißere Umgebungen oder Orte sind, die das ganze Jahr über mehr Sonnenlicht abbekommen. Es ist eine Tatsache, dass Solarmodule an bewölkten Tagen weniger Strom erzeugen können. An bewölkten Tagen kann die Leistung schätzungsweise um 10 bis 25 % geringer ausfallen als an einem sonnigen Tag. Allerdings sind Wolken nicht wirklich das Hindernis, das sie zu sein scheinen. Manchmal können Wolken sogar die Leistung von Solarmodulen verbessern, indem sie das Sonnenlicht reflektieren oder vergrößern.

Kipp- und Neigungswinkel (Tilting and Pitching Angles)

Die Paneele werden in der Regel in Richtung des Äquators ausgerichtet, mit einem Neigungswinkel, der etwas niedriger ist als der Breitengrad des Standorts. Die Richtung, in die das System ausgerichtet ist, wird als „Azimut“ bezeichnet. Der ideale Azimut für ein System in der nördlichen Hemisphäre ist der geografische Süden,