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Für die Installation einer Photovoltaikanlage benötigen Sie mehrere wichtige Komponenten. Zunächst ein Montagesystem, um die Solarmodule sicher zu befestigen. Die Solarmodule wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Ein Solarwechselrichter ist erforderlich, um den Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Stromspeicher ermöglichen es, überschüssige Energie zu speichern. Zudem sind Kabel und Stecker nötig, um alles zu verbinden, und ein Zweirichtungszähler misst den erzeugten und verbrauchten Strom. Mit diesen Elementen sind Sie gut ausgestattet für Ihre Photovoltaikanlage.
OHNE PV MONTAGESYSTEM KEIN SICHERER HALT
Bei den PV Montagesystemen wird zwischen Auf-Dach- bzw. In-Dach-Systemen und Klemm– bzw. Einlegesystemen unterschieden. Außerdem gibt es entsprechende Systeme für Flachdächer und für das Freiland. (s. Anwendungsbereiche). Bei den Auf-Dach-Systemen stehen für jeden Dachbelag passende Lösungen zur Verfügung – z. B. für Ziegel, Trapezblech, Stehfalzblech oder Wellethernit.
SOLARMODULE: EINE EINHEIT AUS GANZ VIELEN KLEINEN ZELLEN
Solarmodule setzen sich aus mehreren Solarzellen zusammen. Diese basieren meist auf dem Element Silizium. Weitere Halbleitermaterialien, die für die Herstellung von Solarzellen verwendet werden, sind Cadmium-Tellurid (CdTe) und Gallium-Arsenid (GaAs). Eine interessante Entwicklung aus neuerer Zeit sind Tandem-Solarzellen, die aus unterschiedlichen Halbleitern kombiniert sind.
Die Silizium-Solarzellen sind entweder polykristallin oder monokristallin. Die monokristallinen Solarzellen bestehen aus einem einzelnen Silizium-Kristall. Sie sind teurer und schwieriger herzustellen, haben aber einen besseren Wirkungsgrad von bis zu 20 % und mehr. Polykristalline Solarzellen bestehen aus mehreren Silizium-Kristallen. Sie sind billiger und einfacher herzustellen, haben aber mit 12 % bis 16 % einen deutlich geringeren Wirkungsgrad als die monokristallinen Zellen.
Eine weitere häufig verwendete Solarzellen-Art sind Dünnschichtzellen. In der Herstellung wird das Halbleitermaterial auf einen Träger aufgedampft oder aufgesprüht. Dieser Träger kann aus Metall, Kunststoff oder Glas bestehen. Als Halbleiter dient oft amorphes Silizium, Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Cadmium-Tellurid. Diese Solarzellen sind günstig in der Herstellung, haben aber mit 4 % bis 10 % einen weitaus schlechteren Wirkungsgrad als die anderen Zellen.
SOLAR WECHSELRICHTER MACHEN AUS GLEICHSTROM WECHSELSTROM
Der Solar Wechselrichter, auch Inverter genannt, wandelt die Gleichspannung der PV-Anlage in Wechselspannung. Wechselrichter gibt es für netzgebundene Anlagen und für Insel-Anlagen, außerdem unterscheidet man sie nach der maximalen Anzahl vernetzter Module.
Eine Insel-Anlage ist eine PV-Anlage, die nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist. Sie kommt beispielsweise als Hausanlage in entlegenen Gegenden, als Gartenanlage oder als Anlage in einem Wohnmobil vor. Eine Insel-Anlage ist immer mit einer Batterie ausgestattet, aus der der Wechselrichter den Strom bezieht. Der Eingang des Insel-Wechselrichters wird also mit der Batterie verbunden, der Ausgang mit dem Verbraucher. Verschiedene Endverbraucher benötigen aber unterschiedliche Spannungen. Daher wird die Ausgangsspannung durch den Wechselrichter geregelt. Beim Kauf eines Inselwechselrichters müssen Sie darauf achten, dass die maximale Ausgangsspannung für den geplanten Einsatz beim Kunden hinreichend groß ist.
An einen Modulwechselrichter kann genau ein Solarmodul angeschlossen werden. Bei mehreren Modulen müssen also auch mehrere Modulwechselrichter verwendet werden. Dies ist sinnvoll, wenn die einzelnen Module stark unterschiedliche Leistungen erbringen und unterschiedlich ausgerichtet sind. Verwendung finden sie hauptsächlich in kleinen Anlagen.
In einem String-Wechselrichter laufen einer oder mehrere Stränge (strings) von Solarmodulen zusammen. Wegen ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses sind sie für kleine und mittlere Anlagen sehr beliebt.
Multistring-Wechselrichter werden hauptsächlich in größeren Anlagen eingesetzt. In ihnen laufen mehrere Strings zusammen. Mehrere MPP-Tracker sorgen dafür, dass jeder String immer im optimalen Arbeitspunkt bleibt. MPP = Maximum Power Point. In Großanlagen gibt es Zentralwechselrichter. Sie sind dann sinnvoll, wenn eine große Anzahl von Strings gleich ausgerichtet ist und die gleiche Neigung aufweisen.
MIT EINEM STROMSPEICHER ZAHLT SICH DIE ANLAGE RICHTIG AUS
Bei Insel-Anlagen dienen Stromspeicher dazu, den Nutzer von der aktuellen Sonneneinstrahlung unabhängig zu machen. Diese Stromspeicher sind in der Regel Akkumulatoren, kurz Akkus genannt. Früher wurden sie hauptsächlich als Blei-Akkus hergestellt, mittlerweile sind Lithium-Titanat-Akkus wegen ihres besseren Wirkungsgrads weiter verbreitet.
Bei netzgebundenen Anlagen dienen Stromspeicher dazu, den Anteil des Strom-Eigenverbrauchs zu erhöhen. Je höher der Eigenverbrauch ist, desto wirtschaftlicher ist die PV-Anlage, da die Einspeisevergütung mittlerweile vergleichsweise gering ist.
KABEL UND STECKER FÜR DIE RICHTIGEN VERBINDUNGEN
Photovoltaik Kabel und Stecker bilden die Verbindung zwischen den Solarmodulen und den anderen Komponenten der PV-Anlage. Sie sollten von erstklassiger Qualität und witterungsbeständig sein. Eine der ersten Steckverbindersysteme für Solaranlagen kamen vom Unternehmen Multi-Contact, das mittlerweile zum Konzern Stäubli Electrical Connectors gehört. Der Name findet sich aber weiterhin, unter anderem in den beliebten Systemen MC3 und MC4.
ZEIRICHTUNGSZÄHLER FÜR DEN ÜBERBLICK
Bei einer netzgebundenen PV-Anlage ist es gut zu wissen, wie viel Strom Sie in das öffentliche Netz einspeisen. Um das zu messen, gibt es sogenannte Einspeisezähler. Andererseits beziehen Sie in der Regel auch zusätzlichen Strom aus dem Netz. Diesen misst der Bezugszähler. Statt zwei einzelne Zähler zu verwenden, ist es ratsam, einen Zweirichtungszähler zu verwenden, den Netzbetreiber in der Regel vermieten.
