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Was man über Photovoltaikanlagen wissen sollte

Der Wunsch, das Problem der Erschöpfung der natürlichen Ressourcen unseres Planeten zu lösen, hat zu verschiedenen technologischen Fortschritten geführt. Die Entwicklung der Solartechnologie ist einer von vielen entscheidenden Fortschritten. Die Solarenergie entwickelt sich schnell zur meistgenutzten erneuerbaren Energiequelle, die auch noch umweltfreundlich ist.

Früher haben wir die Sonnenenergie durch eine Lupe gebündelt, um Feuer zum Kochen zu machen (schon im 7. Jahrhundert v. Chr.). Dieselbe Energie ist heute eine brauchbare Quelle für Elektrizität, denn Photovoltaikanlagen versorgen unsere Häuser, Büros, Fabriken und andere Gebäude mit Strom.

Alexandre Edmond Becquerel entdeckte das System, das den photovoltaischen Effekt verursacht, im Jahr 1839. Durch die Investitionen verschiedener Unternehmen hat sich die Technologie weiterentwickelt und ist heute eine effiziente und kostengünstige Energiequelle. Durch den Bedarf an Materialien wie kristallinem Silizium für die Herstellung von Solarmodulen hat sie auch einen neuen Markt geschaffen.

Was ist eine Photovoltaikanlage und wie funktioniert sie?

Eine Solarstromanlage ist ein anderer Name für eine Photovoltaikanlage (PV). Es handelt sich um ein System, das den photovoltaischen Effekt nutzt, um Sonnenlicht direkt in Strom umzuwandeln und diesen Strom zu liefern. Die Anlage besteht aus Solarmodulen, einem Wechselrichter und anderen mechanischen und elektrischen Komponenten.

Photovoltaikanlagen gibt es in verschiedenen Größen, je nachdem, was und wo sie gebraucht werden. Sie reichen von kleinen Aufdachanlagen bis hin zu großen Versorgungsanlagen.

Wie läuft der Prozess ab?

Wie bereits erwähnt, sind das Solarmodul, der Wechselrichter sowie die elektrischen und mechanischen Komponenten die Hauptbestandteile einer Photovoltaikanlage. Jede dieser Komponenten hat eine bestimmte Funktion für den Betrieb einer Photovoltaikanlage. Wir gehen auf die einzelnen Komponenten und ihre Funktionen ein.

Solarmodule

Die Solarzellen bilden das Solarmodul. Um Wechselwirkungen mit der Umwelt zu vermeiden, bestehen sie meist aus Halbleitern, die im Paneel eingekapselt sind. Die Eigenschaften der Halbleiter ermöglichen es dem Paneel, Photonen (d.h. kleine Energieteilchen aus dem Sonnenlicht) einzufangen. Der photovoltaische Effekt wird dann genutzt, um sie in Strom umzuwandeln.

Aufgrund seines hohen Wirkungsgrads bei der Umwandlung von Photonen in Strom und seiner Kosteneffizienz wird kristallines Silizium häufig für die Herstellung von Halbleitern verwendet. An den Seiten des Halbleitermaterials befindet sich eine weitere Materialschicht mit leitenden Eigenschaften, die den erzeugten Strom auffängt. Die beleuchteten Seiten der Paneele sind mit Antireflexionsmaterialien beschichtet, um den Energieverlust durch Reflexion zu verringern.

Wechselrichter

Nachdem die Energie der Sonne gesammelt und in Strom umgewandelt wurde, liegt der Strom in Form von Gleichstrom (DC) vor. Du kannst ihn nicht nutzen, um deine elektronischen Geräte zu steuern oder dich mit dem Stromnetz zu verbinden. Deshalb muss er in einen für uns nutzbaren Wechselstrom umgewandelt werden. Ein Wechselrichter ist ein elektrisches Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.

Batterie

Das Licht der Sonne ist die Stromquelle einer Photovoltaikanlage. Was passiert aber, wenn das Sonnenlicht nicht verfügbar ist? Deshalb ist die Batterie ein wichtiger Bestandteil einer Photovoltaikanlage. Wenn das Sonnenlicht nicht verfügbar ist, wird sie als Energiespeicher genutzt.

Kontrolle über die Ladung

Einer der attraktivsten Aspekte einer Photovoltaikanlage ist ihre Fähigkeit, tagsüber, wenn die Sonne scheint, Energie zu speichern. Sie liefert auch dann Strom, wenn die Sonnenenergie nicht verfügbar ist. Das ist dank des Ladereglers möglich. Um eine Überladung der Batterie zu verhindern, wird ein Laderegler eingesetzt, der die Menge der Ladung regelt, die von den Modulen in die Batterie gelangt.

Die Stromstärke, die der Laderegler regulieren kann, variiert je nach den Merkmalen. Tagsüber, wenn die Sonnenenergie verfügbar ist, wird der Strom von den Modulen zum Laderegler geleitet. Dieser überwacht dann, wie viel Energie die Batterie benötigt, um vollständig geladen zu werden. Wenn die Sonne nachts nicht scheint, kann der Laderegler die Batterie mit Strom versorgen, um sie zu nutzen.

Schalter zum Ausschalten des Stroms

Auf der AC-Seite des Wechselrichters ist ein Sicherheitstrennschalter erforderlich, damit der Wechselrichter bei der Fehlersuche oder bei Wartungsarbeiten sicher vom AC-Stromkreis getrennt oder isoliert werden kann.

Im Folgenden sind einige der Vorteile dieses Systems aufgeführt:

  • Solarzellen erzeugen Strom, der im Vergleich zu anderen Quellen am wenigsten umweltschädlich ist, weil sie keinen Brennstoff benötigen und stattdessen auf eine natürliche Quelle, nämlich das Sonnenlicht, zurückgreifen. Daher werden keine umweltschädlichen Nebenprodukte in die Atmosphäre abgegeben.
  • Die Photovoltaikanlage ist leise und ermöglicht ein besseres Raummanagement.
  • Sie hält sehr lange, bevor sie gewartet werden muss.
  • Sie verfügt über eine leicht verfügbare und erneuerbare Energiequelle.
  • Ihr Design ist äußerst anpassungsfähig, da sie je nach Bedarf in jeder Größe gebaut werden kann.
  • Sie hat auch zur Schaffung von Arbeitsplätzen in der Region beigetragen, insbesondere durch die Installation von Solarzellen, und damit die Wirtschaft angekurbelt.

Photovoltaikanlage kaufen: Welche Anbieter gibt es?

Wenn du dich dazu entscheidest eine PV-Anlage zu kaufen hast du verschiedene Möglichkeiten. Zuerst solltest du dich entscheiden, ob die Miete oder der Kauf einer Photovoltaikanlage für dich in Frage kommt. Im Internet findest du hierzu einige Artikel welche die Vor- und Nachteile der Miete und des Kaufs einer PV-Anlage durchleuchten. Mit dem Kauf einer Photovoltaikanlage sparst du, im Vergleich zum Mietmodell, langfristig Geld.

Eine weitere Entscheidung die du triffen musst ist, ob du einzelne Photovoltaikmodule kaufst, oder ob du die zum Kauf einer Photovoltaikanlage mit Speicher inklusive Montage entscheidest. Solarpaneele sind in diversen Online-Shops erhältlich. Der Nachteil: Die Montage der Solarmodule musst du selbst übernehmen. Eine Garantie auf die selbst installierte PV-Anlage entfällt.

Wenn du dich dazu entscheidest Photovoltaikanlagen kaufen zu wollen, dann findest du im Internet diverse Anbieter für PV-Komplettanlagen inklusive Stromspeicher und Cloud. Die Firma Energieversum mit Hauptsitz in Gütersloh hat sich auf Photovoltaik Komplettanlagen inklusive Installation und Wartung spezialisiert. Dort kannst du ganz bequem eine PV-Anlage kaufen und erhältst bis zu 20 Jahre Garantie auf die Solaranlage. Informationen zu den Produkten von Energieversum findest du auf der Webseite.

Fazit

Wir haben uns bisher nur mit Photovoltaikanlagen beschäftigt. Wir sehen, dass die Solarenergie die Zukunft der Energieversorgung ist, vor allem im einundzwanzigsten Jahrhundert. Die industrielle Revolution und die Nutzung fossiler Brennstoffe schaden derzeit der Welt. Die Nutzung der Solarenergie als Energiequelle hat daher das Potenzial, diese Ungerechtigkeiten zu korrigieren, unseren Planeten zu schützen und unsere natürlichen Ressourcen zu schonen.

Die Photovoltaik hat eine große Zukunft vor sich, aber sie erfordert noch viel Forschung und Entwicklung. Das liegt daran, dass sie in unser tägliches Leben und unsere Umwelt integriert werden muss und dabei effektiv und kostengünstig bleiben soll. Es wird erwartet, dass Photovoltaikanlagen bald andere Energiequellen bei der Stromerzeugung verdrängen werden.