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Panel Solar

Panel Solar

Ein Solarpanel ist ein Element von Solaranlagen. Seine Funktion ist es, die Sonnenenergie zu nutzen. Es kann auch als Solarmodul bezeichnet werden.

Es gibt Sonnenkollektoren für Photovoltaik und Wärmeenergie. Auf diese Weise unterscheiden wir:

  • Sonnenkollektoren. Für thermische Solaranlagen. Sie erhöhen die Temperatur einer Flüssigkeit dank Sonneneinstrahlung.
  • Photovoltaik-Module. Für Photovoltaik-Solaranlagen. Es ist eine Reihe von Photovoltaikzellen. Seine Funktion besteht darin, elektrischen Strom zu erzeugen.

In beiden Fällen ist das Ziel die Erzeugung von Energie mit erneuerbaren Energien.

Photovoltaik-Module

Das Photovoltaik-Modul ist für die Stromerzeugung ausgelegt. Sie werden für Photovoltaikanlagen eingesetzt. Dank des Photovoltaikeffekts wandeln die Paneele die Sonnenstrahlung in elektrische Energie um.

Panel Solar

Normalerweise besteht diese Art von Solarpanel aus Silizium. Es nutzt die Energie der im Licht vorhandenen Photonen, um ein Elektron aus dem Silizium zu sprengen. Die Summe mehrerer Elektronen verursacht einen elektrischen Strom.

Diese Sonnenkollektoren erzeugen Strom in Form von Gleichstrom. Sie können mit Stromrichtern arbeiten, um Wechselstrom zu erhalten.

Wie funktioniert ein Photovoltaik-Panel?

Ein Photovoltaik-Modul funktioniert dank des Photovoltaik-Effekts. Wenn eine Photovoltaikzelle Sonnenlicht empfängt, springt ein Elektron. Die Summe dieser Elektronen erzeugt einen elektrischen Strom. Elektrizität.

Gebrauchte Materialien

Im Allgemeinen bestehen Solarzellen aus kristallinem Silizium oder Galliumarsenid. Für diese Zwecke werden Galliumarsenidkristalle erzeugt. Siliziumkristalle werden auch für den Verbrauch durch die Mikroelektronikindustrie hergestellt. 

Entsprechend der Siliziumkonfiguration können die Photovoltaikplatten sein:

  • Polykristalline Sonnenkollektoren. Polykristallines Silizium hat eine geringere Umwandlungsrate, jedoch zu geringeren Kosten.
  • Monokristalline Platten.
  • Dünnschichtsolarmodule.

Konstruktionstechnik eines Solarmoduls

Eine 6-cm-Siliziumzelle, die direktem 1-AU-Licht ausgesetzt ist, kann bei 0,5 Volt einen Strom von 0,5 Ampere erzeugen. Galliumarsenid ist noch effizienter als Silizium.

Solarpanel-Kits können Strom für isolierte Orte mit guter Beleuchtung erzeugen.

Das Glas wird in kleine Scheiben geschnitten. Es ist poliert, um die Gefahr des Schneidens auszuschließen. Dotierstoffe werden in die Scheiben eingeführt. Auf jeder Oberfläche befinden sich Metalltreiber: ein kleiner Stecker auf der der Sonne zugewandten Oberfläche und ein Stecker auf der anderen Seite.

Mit diesen Zellen werden Sonnenkollektoren gebaut, die in geeignete Formen geschnitten sind. Sie sind vor Strahlung und anderen Beschädigungen geschützt, wenn eine Glasschicht aufgetragen und auf ein Substrat (entweder eine starre oder eine flexible Platte) geklebt wird.

Elektrische Anschlüsse

Elektrische Verbindungen werden in Reihe parallel geschaltet, um die Gesamtausgangsspannung zu bestimmen.

Die Schutzschicht muss ein Wärmeleiter sein. Die Zelle tritt ein, wenn sie Infrarotenergie von der Sonne absorbiert, die nicht in elektrische Energie umgewandelt wird. Da die Zellenwärme die Betriebseffizienz verringert, ist es wünschenswert, diese Wärme zu reduzieren.

Wie viele Photovoltaikzellen hat ein Solarpanel?

Ein Solarpanel besteht aus einer Reihe von Photovoltaikzellen. Obwohl jede Photovoltaikzelle wenig Energie liefert, kann eine Reihe von Solarzellen genug Energie erzeugen, um nützlich zu sein.

Um die meiste Energie zu erhalten, sollten Sonnenkollektoren direkt auf die Sonne gerichtet sein.

Die gebräuchlichsten Solarzellenkonfigurationen sind wie folgt

  • 36-Zellen-Solarmodule: Dieser Modultyp ist der kompakteste auf dem Markt. Schließen Sie 36 Solarzellen an, um eine Ausgangsspannung von 12 V zu erhalten. Empfohlen in kleinen isolierten Installationen.
  • 60-Zellen-Sonnenkollektoren. Es werden 60 Solarzellen verwendet, um eine Ausgangsspannung von mehr als 24 V zu erhalten.
  • 72-Zellen-Sonnenkollektoren. Diese Art von Photovoltaikmodul verbindet 72 Solarzellen, um eine Spannung von mehr als 24 V zu erhalten. Sie werden hauptsächlich in Stromnetzinstallationen eingesetzt.

Sonnenkollektoren

Panel SolarSolarkollektoren sind Teil von thermischen Solaranlagen. 

Seine Funktion ist es, die Wärmeenergie der Sonne zu nutzen, um eine Flüssigkeit zu erhitzen. Hierfür gelten die Gesetze der Thermodynamik.

Die Hauptanwendungen sind:

  • Holen Sie sich sanitäres heißes Wasser.
  • Wärme für ein Heizsystem bereitstellen.
  • Wärmekraftwerke. Stromerzeugung.

Diese Art von Solarpanel zirkuliert eine Flüssigkeit darin. Das Panel erfasst die Wärmeenergie der Sonne. Diese Flüssigkeit wird erwärmt, wenn sie im Kollektor zirkuliert.

Arten von Sonnenkollektoren

Es gibt verschiedene Arten von Solarkollektoren. Ihre Verwendung hängt von der Anwendung ab, in der sie verwendet werden soll:

  • Niedertemperaturkollektoren: Flacher Solarkollektor, Vakuumröhrenkollektor.
  • Hochtemperaturkollektoren: Solar-Parabolspiegelkonzentratoren, Flachspiegel (oder lineare Fresnellinsen).
  • Sehr hohe Temperaturkollektoren. Manchmal Solarofen. Derzeit wird es mit Feldern von verstellbaren Flachspiegeln hergestellt.

Faktoren, die die Effizienz von Fotozellen beeinflussen 

Die strukturellen Eigenschaften von Solarzellen führen mit zunehmender Temperatur zu einer Abnahme der Leistung der Paneele.

Ein teilweises Dimmen des Panels führt zu einem Abfall der Ausgangsspannung. Diese Dämpfung ist auf Verluste im abgeschalteten Element zurückzuführen, das als parasitäre Last zu wirken beginnt. Dieses Problem kann behoben werden, indem in jeder Fotozelle des Panels ein Bypass installiert wird.

Bei bewölktem Wetter und ohne direkte Sonneneinstrahlung werden Panels, die Linsen zur Konzentration der Strahlung verwenden, unwirksam. In diesen Fällen lässt die Wirkung der Linse nach.

Aus den Betriebseigenschaften des Photovoltaikmoduls ist ersichtlich, dass ein maximaler Wirkungsgrad erzielt werden kann. Hierzu ist die richtige Auswahl des Lastwiderstandes erforderlich.

Aus diesem Grund sind Photovoltaik-Solarmodule nicht direkt an die Last angeschlossen. Sie steuern mit einer Steuerung Photovoltaikanlagen. Die Steuerung sorgt für einen optimalen Betrieb der Panels.

Was ist die Lebensdauer von Sonnenkollektoren?

Die allgemeine Regel besagt, dass die Nutzungsdauer eines Solarmoduls 25 Jahre beträgt. 

In der Regel wird die Leistung eines Photovoltaikmoduls aufgrund des Abbaus seiner Photovoltaikzellen jedes Jahr um weniger als 1% reduziert. Daher wird die Leistung eines Panels 25 Jahre später über 75% liegen.

Die derzeitigen Solarmodule mit besserer Technologie und besseren Herstellungstechniken weisen einen noch besseren Widerstand auf.

Für monokristallines Silizium beträgt die Abbaurate weniger als 0,5%. Für Paneele, die vor 2000 hergestellt wurden, und weniger als 0,4% für Paneele, die nach 2000 hergestellt wurden.

Das bedeutet, dass ein heute hergestelltes Panel nach 20 Jahren 92% seiner ursprünglichen Leistung produzieren sollte.

Bei ordnungsgemäßer Wartung können diese Zahlen jedoch verbessert werden.

Warum verschlechtern sich Sonnenkollektoren?

Die Lebensdauer eines Solarmoduls hängt von seiner Verschlechterung ab. Die Hauptursache für die Verschlechterung eines Solarmoduls ist das Wetter.

Kristalline Siliziummodule in extremen Klimazonen weisen höhere Abbauraten auf. In sehr kalten Klimazonen sind Paneele, die starken Winden und Schneelasten ausgesetzt sind, am stärksten betroffen.

Auf der anderen Seite weisen Paneele in ähnlichen Klimazonen, die an einer Fassade installiert sind und die Schneelast eliminieren, sehr geringe Abbauraten auf.

Im anderen Extremfall zeigten Sonnenkollektoren in Wüstenklima im Laufe der Zeit starke Produktionsrückgänge. Dieser Rückgang liegt nahe bei 1% pro Jahr, hauptsächlich aufgrund der hohen Exposition gegenüber ultravioletten Strahlen.

Panels in gemäßigten Klimazonen (wie im Norden der USA) wiesen Degradationsraten von nur 0,2% pro Jahr auf. Diese Paneele könnten nach 20 Jahren 96% ihrer Produktionskapazitäten behalten.

Denken Sie darüber nach, Sonnenkollektoren zu kaufen?

Bevor Sie eine Solarpanel-Installation durchführen, sollten Sie sich folgende Fragen stellen:

Haben Sie ein Dach, das Sonnenkollektoren tragen kann?

Möglicherweise haben Sie den größten Teil des Tages das ganze Jahr über ein schattiges Dach. In diesem Fall haben Sie möglicherweise kein "Solarfenster", das günstig genug ist, um die Kosten für die Module zu rechtfertigen.

Wenn Sie ein Dach mit ausreichend Sonnenlicht haben, um zu arbeiten, sollte die Struktur in Ordnung sein.

Stellen Sie sich zum Schluss die Zukunft Ihres Gartens vor. Wenn das Dach jetzt nicht blockiert ist, Sie aber gerade ein Bataillon von grünen Eichen gepflanzt haben, könnten Sie einige Jahre später in Schwierigkeiten geraten.

Haben Sie alles getan, um die Effizienz zu verbessern?

Die Menge an Sonnenenergie, die Sie produzieren müssen, hängt von der Menge ab, die Sie verbrauchen. Beginnen Sie mit einem Energieaudit. Suchen Sie auch nach Effizienzdaten, bevor Sie Pläne erstellen.

Welche Art von Sonnenenergie macht Sinn?

Die beiden dominierenden Solartechnologien sind Photovoltaik und thermische Solarenergie.

Eine solarthermische Investition kann geeignet sein für:

  • Häuser mit hohem Heizverbrauch.
  • Häuser, in denen Heizöl teuer ist.

Wie stellen Sie eine Verbindung zum Netzwerk her?

Details variieren je nach Wohnort.

Jedes Mal, wenn Sie sich mit einem Versorgungsunternehmen verbinden, muss eine Menge Logistik gelöst werden. Müssen Sie eine Gebühr bezahlen? Wie lange dauert es, bis das Dienstprogramm angeschlossen ist? Wie und wann wird Ihnen nach dem Anschließen der von Ihnen erzeugte Strom gutgeschrieben?

Ist Ihr Installateur zuverlässig?

Dies gilt jedes Mal, wenn Sie jemanden einstellen. Solarenergie kombiniert die Logistik eines Heimwerkerprojekts mit den Risiken elektrischer Arbeiten. Anmeldeinformationen und Referenzen sind wichtig.

Beispiele für die Verwendung von Sonnenkollektoren

  • Tragbare Elektronik. Bereitstellung von Strom und / oder Aufladen von Batterien für verschiedene Unterhaltungselektronikprodukte.
  • Elektrische Autos. Elektroautos aufladen.
  • Energie für Gebäude. Große Sonnenkollektoren wie Sonnenkollektoren werden häufig in tropischen und subtropischen Regionen mit einer großen Anzahl von Sonnentagen eingesetzt.
  • Verwendung im Weltraum. Solarbatterien sind eine der Hauptmethoden zur Erzeugung elektrischer Energie in Raumfahrzeugen. Diese Batterien arbeiten lange ohne Materialverbrauch. Gleichzeitig sind sie im Gegensatz zu nuklearen und Radioisotopen-Energiequellen ökologisch.

Zusammenfassung

Ein Solarpanel ist ein Element einer Solaranlage. Seine Funktion ist es, Sonnenstrahlung einzufangen und umzuwandeln in:

  1. Elektrische Energie. Photovoltaik-Module.
  2. Wärmeenergie. Sonnenkollektoren.

Photovoltaik-Module können an das Stromnetz oder an eine Batterie angeschlossen werden. An eine Batterie angeschlossene Installationen sind isolierte Installationen.

Die Nutzungsdauer von Sonnenkollektoren beträgt ca. 25 Jahre. Dies hängt vor allem von der Wartung und dem Wetter ab.

Referenzen

Autor:

Erscheinungsdatum: 16. Juli 2015
Geändert am: 17. Mai 2020