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Panels Photovoltaische Solarenergie

Teile und Elemente einer photovoltaischen Solaranlage

Teile und Elemente einer photovoltaischen Solaranlage

Eine Photovoltaik-Solaranlage ist eine Reihe von Elementen, die den Zweck haben, Strom aus Sonnenenergie zu erzeugen. Es ist eine Art erneuerbarer Energie, die Sonnenstrahlung durch Photovoltaikmodule einfängt.

Die verschiedenen Teile einer Photovoltaikanlage unterscheiden sich geringfügig, je nachdem, ob es sich um netzgekoppelte Photovoltaikanlagen oder Inselsysteme handelt.

In Inselinstallationen kann die erzeugte Energie mit Solarbatterien und Ladereglern gespeichert werden. Bei netzgekoppelten Anlagen wird der erzeugte Strom zur Verteilung in das allgemeine Stromnetz eingespeist.

Die Hauptelemente einer Photovoltaik-Solaranlage sind:

1. Photovoltaik-Solarmodule

Das photovoltaische Solarpanel ist das Element, das Sonnenstrahlung einfängt und durch den photovoltaischen Effekt für die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom verantwortlich ist. Diese Art von Solarmodulen besteht aus kleinen Elementen, die Photovoltaikzellen genannt werden.

Teile und Elemente einer photovoltaischen SolaranlageDie Photovoltaikzelle ist der Teil des Photovoltaikmoduls, der dank des photovoltaischen Effekts für die Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische Energie verantwortlich ist. Das Ergebnis ist ein elektrischer Strom in Gleichstrom.

Die photovoltaischen Zellen sind in zwei Schichten zwischen einer vorderen Glasscheibe und einer hinteren Schicht aus einem thermoplastischen Polymer oder einer anderen Glasscheibe eingekapselt. Die Glasscheibe wird verwendet, wenn Module mit einem gewissen Grad an Transparenz erhalten werden sollen. 

Normalerweise ist dieser Satz von Elementen in eine eloxierte Aluminiumstruktur eingefasst, um den Widerstand zu erhöhen und die Verankerung des Photovoltaikmoduls zu erleichtern.

Die gebräuchlichsten Photovoltaikzellen sind Silizium und können in drei Unterkategorien unterteilt werden:

  • Photovoltaikzellen aus monokristallinem Silizium.

  • Photovoltaikzellen aus polykristallinem Silizium mit höherer Leistung.

  • Amorphe Siliziumzellen sind am wenigsten effizient, aber am wenigsten teuer.

2. Wechselrichter

Der Wechselrichter ist ein elektronisches Gerät, das dafür verantwortlich ist, den im Photovoltaikmodul erzeugten Strom so umzuwandeln, dass er für die Stromversorgung optimal ist. Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um.

Das Photovoltaik- Solarmodul dieser Art von Installation liefert Strom in Form von Gleichstrom. Dieser Strom kann mittels des Stromrichters in Wechselstrom umgewandelt und in das elektrische Netz oder in das interne Netz eingespeist werden.

Vereinfacht würde der Ablauf wie folgt aussehen:

  1. Strom wird bei Niederspannung (380-800 V) und in Gleichstrom erzeugt.

  2. Er wird mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

  3. Bei elektrischen Kraftwerken unter 100 kW wird Energie direkt in das Niederspannungs-Verteilnetz eingespeist. Und bei Leistungen über 100 kW wird die Energie über einen Transformator auf Mittelspannung gebracht und in die Verkehrsnetze eingespeist.

3. Solartracker

Solartracker sind Mechanismen, die die Position der Photovoltaikmodule in Abhängigkeit vom Sonnenstand ausrichten, um ihre Leistung zu steigern. Seine Verwendung ist bei der Erzeugung von Solarenergie weit verbreitet.

Teile und Elemente einer photovoltaischen SolaranlageSolartracker ermöglichen es, die Solarproduktion an Orten mit hoher Direktstrahlung stark zu steigern, um etwa 30 % für Ersteres und weitere 6 % für Letzteres.

Es gibt verschiedene Arten von Solartrackern:

  • Zweiachsige Solartracker: Die Oberfläche des Photovoltaikmoduls steht immer senkrecht zur Sonne.

  • Solartracker auf einer Polarachse: Die Oberfläche des Solarmoduls dreht sich um eine Achse, die nach Süden ausgerichtet und in einem Winkel gleich dem Breitengrad geneigt ist.

  • Solartracker auf einer Azimutachse: Die Oberfläche dreht sich um eine vertikale Achse, der Winkel der Oberfläche ist konstant und gleich dem Breitengrad.

  • Solartracker auf horizontaler Achse: Die Oberfläche dreht sich um eine horizontale Achse und ist in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet.

4. Elektrische Verkabelung

Die elektrische Verkabelung ist das Element, das elektrische Energie von ihrer Erzeugung bis zu ihrer anschließenden Verteilung und ihrem Transport transportiert. Seine Dimensionierung richtet sich nach dem restriktivsten Kriterium zwischen der maximalen Potentialdifferenz und der maximal zulässigen Intensität.

Offensichtlich ist die Dimensionierung der elektrischen Verkabelung bei netzgekoppelten Solaranlagen deutlich größer. Bei isolierten Installationen muss die elektrische Energie nur lokal, im Allgemeinen zu den elektrischen Batterien, übertragen werden.

5. Batterien und Laderegler

Bei autarken Solaranlagen ist der Einsatz von Batterien notwendig, um die erzeugte elektrische Energie speichern zu können. Für den korrekten Betrieb dieser Elemente ist auch ein Laderegler notwendig, um eine optimale Befüllung der Batterien zu gewährleisten und somit die Lebensdauer der Batterien zu verlängern.

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Erscheinungsdatum: 7. April 2016
Geändert am: 12. März 2022