Infos zu Photovoltaik

Was ist Photovoltaik?

Photovoltaik ist der direkte Umwandlungsvorgang von Sonnenenergie in elektrische Energie.

Funktionen einer Solarzelle

Fällt Licht auf eine Solarzelle, wird ein elektrischer Vorgang in Gang gesetzt. Zwischen den negativen und positiven geladenen Schichten der Zelle wird eine elektrische Spannung aufgebaut, die beim Anschluss eines elektrischen Verbrauchers einen Stromfluss zur Folge hat. Diese Energie kann vom Erzeuger sofort genutzt, gespeichert oder verkauft werden. Um diesen Effekt wirtschaftlich nutzen zu können, werden mehrere Zellen miteinander verbunden. Einen solchen Verbund aus Solarzellen nennt man Solar-oder PV-Modul.

PV-Module

Monokristalline Zellen

Von allen Photovoltaikmodulen haben zurzeit die monokristallinen Zellen mit bis zu 20% den höchsten Wirkungsgrad und eine Lebensdauer von mindestens 30 Jahren. Die Fertigung dieser Module ist mit großem Aufwand verbunden, daher rechtfertigt sich auch der etwas teurere Preis im Vergleich zu anderen Zellen. Ein großer Vorteil gegenüber den polykristallinen ist deren Robustheit bei extremen klimatischen Bedingungen. Die monokristalline Zellenart ist durch die einheitliche, meist dunkelblaue bis schwarze Farbgebung zu erkennen.

Polykristalline Zellen

Polykristalline Module haben das beste Preis-Leistungsverhältnis und sind die am häufigsten verbauten Modultypen. Solche Zellen erkennt man an ihrer unterschiedlich blau schimmernden Kristallstruktur. Der Wirkungsgrad liegt hier zwischen 13-19%.

Wechselrichter

Funktion

Wechselrichter haben die Aufgabe den von der Photovoltaikzelle erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom mit 230V Nennspannung oder bei größeren in Drehstrom mit 400V Nennspannung umzuwandeln. Je nach Schaltung der Module werden Zentralwechselrichter, String- bzw. Multistringwechselrichter und Modulwechselrichter eingesetzt.

Aufgaben

• Umwandeln des vom PV-Modul erzeugten Gleichstroms in netzkonformen Wechselstrom (230V/400V, 50Hz)
• Optimierung des Arbeitspunktes der Anlage
• Überwachen verschiedener Netzparameter

Optimierung

Damit die Anlage optimal funktioniert, d.h. die in jedem Augenblick zur Verfügung stehende solare Einstrahlung gewinnbringend ausnutzen kann, wird diese vom Wechselrichter immer im optimalen Arbeitspunkt betrieben.

Überwachung

Die Anlage muss aus Sicherheitsgründen bei Stromausfall oder bei Störungen wie Spannungsabweichung, Fehlerströmen oder Frequenzänderung vom Netz getrennt werden. Dies übernimmt eine Netzüberwachung im Wechselrichter.

Technische Anforderungen des Wechselrichters

• Schnelles und genaues Finden und Verfolgen des Arbeitspunktes (MPP Regelung)
• Hoher Wirkungsgrad während des Betriebes auch im Teillastbereich
• Bewerkstelligen einer sinusförmigen Stromeinspeisung synchron zum Netz
• Vollautomatischer Betrieb, einfache Funktionskontrolle und Fehleranzeige
• Zuverlässiger Betrieb auch bei hoher Umgebungstemperatur, sowie Klima- und Temperaturbeständigkeit
• Je nach Modell ist eine Schnittstelle zur Datenvisualisierung vorhanden