Wie Solar-Elektro-Panels arbeiten
Es gibt heute verschiedene Arten von Sonnenkollektoren auf dem Markt, aber der erste, der die Aufmerksamkeit der Hausbesitzer auf sich zieht, ist Photovoltaik. (PV). Die meisten industriellen oder kommerziellen Solarenergiekraftwerke verwenden reflektierende Spiegel, um die Sonnenstrahlen auf Superwärmefluide zu fokussieren, die wiederum Wasser erwärmen, um Dampf für traditionelle dampfbetriebene Turbinen zu erzeugen. PV-Zellen sind anders, weil sie Energie direkt von der Sonne in Elektrizität umwandeln, ohne einen Generator oder bewegliche mechanische Teile zu benötigen.
Der Prozess der Solarenergiegewinnung durch Photovoltaikzellen wurde in den 1950er Jahren entdeckt. In den späten 1960er Jahren wurde die Technologie im US Raumfahrtprogramm verwendet, um elektronische Geräte auf Satelliten im Orbit zu betreiben. Obwohl es viele neue Arten von PV-Zellen gibt, die entwickelt werden, sind zwei unterschiedliche Arten für den Heimgebrauch geeignet:
Kristalline Siliziumsolarzellen
Silizium ist das zweithäufigste Material auf der Erde und wird reichlich im Sand gefunden. Die hergestellten Siliziumkristalle werden auf ungefähr 300 Mikrometer (ein Mikrometer ist 1/1000.000 Meter dick) aufgeschnitten und beschichtet, um als ein Halbleiter zu arbeiten, um die Energie der Sonne einzufangen. Sonnenstrahlung (Sonnenschein) landet auf einer PV-Zelle, und während die Energie absorbiert wird, werden Elektronen freigesetzt und abgeführt. Der Elektronenfluss ist Grundelektrizität. Silizium-PV-Zellen sind nach wie vor der vorherrschende Stil von PV-Zellen auf dem Markt, erfordern jedoch mehr Material und Arbeitsaufwand als polykristalline PV-Zellen.
Dünnfilm-PV-Zellen
Dünnschicht-PV-Zellen verwenden entweder eine Alternative zu Silizium als Halbleiter oder amorphes Silizium. Dünnschicht-PV-Zellen haben den Vorteil, dass die Module relativ flexibel oder biegbar, in der Massenproduktion hergestellt und so konstruiert werden können, dass sie Baumaterialien wie Schindeln und Fassaden direkt abdecken. Obwohl Dünnfilm-PV-Zellen weniger Strom erzeugen als die standardmäßigen kristallinen Siliziumzellen, können sie bei schlechten Lichtverhältnissen und Bewölkung effizienter arbeiten.
PV Cell Output
Unabhängig vom Typ der PV-Zelle wird die elektrische Ausgangsleistung in Watt gemessen. Jede PV-Zelle kann so klein wie 3 Quadratzoll sein und nur wenige Watt Strom erzeugen. Um eine nützliche Menge an Energie zu gewinnen, werden Zellen miteinander verbunden, um Module zu schaffen, die die erkennbaren "Solarzellenplatten" sind. "Eine Reihe von miteinander verbundenen Modulen wird als Array bezeichnet. "Ein Array könnte zwei oder tausend Module haben, je nachdem, wie viel Strom erzeugt werden soll.
Umwandlung
Die PV-Zellen erzeugen Gleichstrom (DC), der für den Einsatz in der Wohnung in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss. Die Umwandlung erfolgt, wenn der Strom durch einen Inverter gezogen wird. Betrachten Sie den Wechselrichter als die Lichtmaschine in Ihrem Auto, die Energie aus dem Generator nimmt und in nutzbaren Strom umwandelt.
Solarpanel-Stromspeicherung
Die Speicherung der von einem PV-Array erzeugten Elektrizität erfolgt durch Einspeisen des Stroms in eine Batterieschachtel.Außer in den extremsten und abgelegensten Gebieten ist dieser Ansatz für den durchschnittlichen Hausbesitzer jedoch weder praktisch noch kosteneffektiv. Die Größe des erforderlichen Feldes ist oft größer als das Haus aufnehmen kann, so dass Backup-Generatoren fast immer erforderlich sind, um einen gleichmäßigen Stromfluss während der dunklen Wintermonate aufrechtzuerhalten.
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FAQ - 💬
❓ Wie groß muss eine Solaranlage sein um ein Elektroauto zu laden?
👉 Das heißt in der Praxis, dass ein PV-Überschuss von mindestens 1,4 kW notwendig ist, um Sonnenstrom zu laden – wenn das Elektroauto einphasig lädt. Lädt das Elektroauto dreiphasig – was bei den meisten modernen Elektroautos der Fall ist – müssen mindestens 4,2 kW (3 x 1,4 kW) an elektrischer Leistung vorhanden sein.
❓ Wie funktioniert Solar Panel?
👉 Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht mit Hilfe von Solarzellen in elektrischen Strom um. Eine Anlage besteht aus den Solarzellen, Wechselrichtern, einem Zweirichtungszähler zur Erfassung der ein- und ausgehenden Strommenge und einer Unterkonstruktion zur Befestigung der Solarzellen auf dem Dach.
❓ Wie funktionieren Solarpanels für die Steckdose?
👉 Was kann ein Stecker-Solargerät? Das Solarmodul erzeugt aus Sonnenlicht elektrischen Strom, den ein Wechselrichter in "Haushaltsstrom" umwandelt. Dieser wird direkt mit einem in der Wohnung vorhandenen Stromkreis verbunden. Im einfachsten Fall stecken Sie dazu einen Stecker in eine vorhandene Steckdose.
❓ Wie schließe ich Solarmodule an?
👉 Grundsätzlich gibt es beim Anschluss der Solarmodule an den Wechselrichter zwei Grundschaltungen. Die Parallel- und die Reihenschaltung. Bei der Reihenschaltung werden die Solarmodule hintereinander in einem so genannten Strang verschaltet und an den Strangwechselrichter angeschlossen.
❓ Kann man mit einer Solaranlage ein E-Auto laden?
👉 Um Ihr Elektroauto mit Solarstrom zu laden, benötigen Sie eine Photovoltaikanlage (PV), eine Ladestation (Wallbox) und optional einen Batteriespeicher sowie ein Energiemanagementsystem. Sie sollten wissen, dass Sie Solarstrom ohne einen Batteriespeicher nur in dem Moment nutzen können, in dem er produziert wird.
❓ Wie viel Photovoltaik braucht man für ein Elektroauto?
👉 Normale Photovoltaikanlagen auf dem Einfamilienhaus haben eine Anlagengröße zwischen 7 und 15 kWp. Für das Laden eines Elektroautos, das im Jahr etwa 15.000 km fährt, sollten Sie ca. 15 qm Dachfläche und etwa 2,5 kWp Photovoltaik zusätzlich einplanen.
❓ Was ist besser Solar oder Photovoltaik?
👉 Solarkollektoren haben einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Photovoltaik Module. Moderne Kollektoren erreichen Wirkungsgrade von etwa 90 Prozent, allerdings treten in den Leitungen, in den Wärmetauschern und im Speicher weitere Verluste auf. Die Gesamtanlage erreicht so meist einen Wirkungsgrad von knapp 50 Prozent.
❓ Was ist der Unterschied zwischen einer Solaranlage und Photovoltaik?
👉 Solarthermie erzeugt Wärme, beispielsweise für die Nutzung von Warmwasser. Photovoltaik erzeugt Strom, den man zur Energieversorgung im Haushalt nutzt. Solarthermie nutzt sogennante Kollektoren für die Energiegewinnung. Sowohl Photovoltaikanlagen, als auch Solarthermieanlagen können als Solaranlagen bezeichnet werden.
❓ Was kann man mit einer 600 Watt Solaranlage betreiben?
👉 Ein Balkonkraftwerk besteht meist aus einem oder zwei Solarmodulen, die zusammen maximal 600 Watt Peak leisten dürfen, und einem Wechselrichter. Sind mehr Module in Verwendung, drosselt der Wechselrichter die Leistung auf maximal 600 Watt Peak.
❓ Wie speise ich Solarstrom ins Hausnetz?
👉 Möchtest Du zur Eigennutzung den umgewandelten Solarstrom ins Hausnetz einspeisen, so benötigst Du einen Stromzähler, der nicht rückwärts dreht. Alte Ferraris-Zähler tun dies leider, was zur Folge hat, dass der eingespeiste Strom von dem vom Energieversorger bezogenen Strom subtrahiert wird.
❓ Kann ich Solaranlage an Steckdose anschließen?
👉 Laut der Deutschen Gesellschaft für Solarenergie (DGS) ist der Anschluss einer Solaranlage an eine Haushaltssteckdose bedenkenlos möglich, wenn das Gerät dem Sicherheitsstandard DGS 0001 für steckbare Stromerzeugungsgeräte entspricht.
❓
👉 Es ist das wichtigste Bauteil einer Photovoltaikanlage und befindet sich in der Regel auf dem Hausdach. Wie viel Strom ein Solarpanel gewinnt, hängt unter anderem von der Art der Solarzellen und der Ausrichtung ab. Informieren Sie sich über den Aufbau, die verschiedenen Arten und die Kosten moderner Solarmodule.
❓
👉 Solarmodule bilden den Kern einer jeden Photovoltaikanlage. Denn sie tragen die Solarzellen und ermöglichen die Umwandlung von solarer Energie in elektrischen Strom. Während der Ertrag unter anderem von der Modulart abhängt, ist auch bei der Planung der Solarpanels einiges zu beachten.
❓
👉 Die handelsüblichen Solarpanels verfügen über einen MC4-Stecker, jeweils an Plus und Minus. Damit ist die Verkabelung ganz einfach. Zum Anschluss an den Laderegler und zur sonstigen Verkabelung sind fertige Solarkabel empfehlenswert, die bereits mit MC4-Stecker/Buchsen ausgestattet sind.
❓
👉 Die Solarenergie ist eine erneuerbare oder „grüne“ Energieform, die vollständig von der Sonne ausgeht. Aber wie genau wandelt nun die Photovoltaik-Anlage das Sonnenlicht in nutzbare Elektrizität um? 1.
Autor Des Artikels: Alexander Schulz. Unabhängiger Konstrukteur und technischer Experte. Arbeitserfahrung in der Baubranche seit 1980. Fachkompetenz in den Richtungen: Bau, Architektur, Design, Hausbau.
