Solarstrom

Das Prinzip von Photvolatik (PV)-Anlagen beruht auf der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie innerhalb einer Solarzelle. Mehrere Solarzellen zusammengefasst bilden ein Solarmodul, mehrere zusammen geschaltete Module den PV-Generator.

Grundlegend werden Solarzellen in 3 Arten unterschieden:

  • Kristalline Silizium-Zellen: Modulwirkungsgrade zwischen 10 -20%, benötigte PV-Fläche  für 1 kWp: 7-9m²
  • Dünschicht-Zellen: Modulwirkungsgrade zwischen 9-15%, benötigte PV-Fläche für 1 kWp: 9-20m²
  • Nanostrukturierte Solarzellen. Diese sind derzeit erst in der Markteinführung

Bei Freiflächen- oder Aufdachanlgen werden vorwiegend Standardmodule eingesetzt. Die Standardiesierung hat zum Ziel, möglichst geringe Kosten bei einer maximalen Energieausbeute pro Quadratmeter zu erreichen. Ein typisches Standardmodul aus kristallinen Solarzellen besteht aus 36 bis 216 Zellen und hat eine Leistung von 100 bis 300 Wp. Die Zellen werden zumeist in 4 bis 8 Reihen nebeneinander angeordnet, so dass sich ein rechteckiges Modul mit Abmessungen von z. B. 1.60 x 0,80 m ergibt.
In der Architektur werden häufig Sondermodule eingesetzt. Diese werden speziell für die vorgesehene Nutzung hergestellt und nicht in Serie für den Markt produziert.
Die Module werden entweder in Reihe (String) oder paralell geschaltet. Im PV-Generator, dem Herzstück der Anlage, wird Gleichstrom erzeugt.

Da für eine Netzeinspeisung jedoch Wechselstrom benötigt wird, ist ein ein weiteres zentrales Element einer PV-Anlage der Wechselrichter der den Gleichstrom in Wechselstrom wandelt.
Der Wechselrichter ist die Schnittstelle zwischen dem PV-Generator und dem öffentlichen Stromnetz bzw. dem Verbraucher.Er wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um und passt die Frequenz und die Höhe der Spannung dem Hausnetz bzw. dem öffentlichen Netz an. Der maximale Leistungspunkt (MPP, Maximum Power Point) eines PV-Generators schwankt je nach Einstrahlungbedingungen mehr oder weniger stark. Um auf der Wechselstromseite die maximale Leistung zu erreichen, muss er seinen Arbeitspunkt möglichst genau verschieben können und so der MPP-Linie des Generators möglichst genau anpassen. Diese Anpassung geschieht über einen MPP-Regler. Die Genauigkeit des MPP-Reglers trägt sehr entscheidend zur Höhe der nutzbaren Stromausbeute bei. Man spricht hier vom Anpassungswirkungsgrad.

Für eine optimale Gesamtleistung der Anlage sind sowohl die Abstimmung des Wechselrichters auf die Generatorleistung als auch die Verschaltung der Module untereinander von zentraler Bedeutung.

Entscheidend für die Rendite einer Photovoltaikanlage sind eine optimale Planung, hochwertige Komponenten, fachgerechte Installation und eine umfassende Qualitätssicherung. Durch diese Qualitätssicherung, bestehen aus Ertragsgutachten, Modulvermessung, Anlagenabnahme und Langzeitmonitoring kann sichergestellt werden, dass der vorausgesagte Ertrag über die gesamte Lebensdauer der Anlage erreicht wird!