Woraus besteht eine Photovoltaik-Anlage?
Wichtigste Bestandteile einer PV-Anlage sind die Solarzellen, die zu größeren Einheiten, den Solarmodulen, zusammengefasst werden. Sie prägen das Erscheinungsbild der Photovoltaikanlage und bestehen in der Regel aus einem Rahmen, in den die Zellen eingelassen sind, die wiederum auf einem Trägermaterial aus Kunststoff aufgebracht wurden und von beiden Seiten mit einer Folie vor Feuchtigkeit geschützt sind. Eine Glasscheibe auf der Oberseite verhindert zudem die Verschmutzung der sensiblen Bauteile, ohne die gewünschte Sonneneinstrahlung zu blockieren.
Solar-Konfigurator:
Jetzt Solaranlage konfigurieren und Top-Angebote erhalten!
Die Gesamtheit der miteinander verbundenen Solarmodule wird auch Solargenerator genannt und erzeugt aus der Sonnenenergie Gleichstrom. Für die Umwandlung in den im öffentlichen Stromnetz verwendeten Wechselstrom ist zusätzlich ein Wechselrichter nötig. Auch wenn der Besitzer einer PV-Anlage den Strom selbst verwenden will, wird er üblicherweise zunächst in das Stromnetz eingespeist, aus dem er gleichzeitig seinen eigenen Strombedarf deckt. Aber auch bei sogenannten Inselanlagen, die den Strom nicht in das öffentliche Netz einspeisen, übernimmt ein Wechselrichter diese Aufgabe, damit Wechselstrom-Verbraucher diesen nutzen können.
Photovoltaik-Anlage – Aufbau und Komponenten, Zur Vergrößerung auf das Bild klicken, © Bild: Agentur für erneuerbare Energien
Ein Einspeisezähler sowie ein separater Verbrauchszähler protokollieren die geflossenen Strommengen. Wird mehr Strom eingespeist als verbraucht, erhält der PV-Anlagenbesitzer den überschüssigen Strom von seinem Energieversorger vergütet. Es ist allerdings auch möglich, den Strom direkt in das Hausnetz einzuspeisen und lediglich überschüssigen Strom an das öffentliche Stromnetz abzugeben.
Preise vergleichen:
Solaranlage günstig kaufen
- Bundesweit
- Unverbindlich
- Qualifizierte Anbieter
- Top Preise
Solarzellen und –module
Silizium ist bei den meisten gängigen Solarzellen-Typen das Halbleiter-Element der Wahl. Trotzdem unterscheiden sich die am Markt erhältlichen Modelle hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Effizienz teilweise erheblich. Zu den am weitesten verbreiteten zählen monokristalline und polykristalline Solarzellen sowie Dünnschicht-Solarzellen.
Monokristalline Solarzellen
Mono- oder auch einkristalline Solarzellen genannte Modelle zeichnen sich durch eine im Vergleich zu polykristallinen Zellen höhere Effizienz aus. Sie werden in einem aufwendigen Verfahren aus hochreinem Silizium hergestellt und sind daher auch teurer als andere Solarzellen-Typen. Den Namen erhielten sie durch das spezifische Herstellungsverfahren. Dabei werden Stäbe aus hochreinem Silizium mit regelmäßiger Kristallstruktur in Scheiben zersägt. Charakteristisch für diesen Typ von Solarzellen ist die gleichmäßig aufgebaute Oberfläche.
Polykristalline Solarzellen
Poly- oder auch multikristalline Solarzellen bestehen ebenfalls aus Silizium. Das Element wird in Blöcke gegossen und erst nach der Abkühlung zersägt. Während des Abkühlungsvorgangs bilden sich unterschiedliche Kristallformen heraus, die für die hellere Erscheinungsform dieser Solarmodule sorgen. Die Herstellung ist zwar nicht so kostspielig wie die der monokristallinen Zellen, dafür ist jedoch auch der Wirkungsgrad geringer.
Dünnschicht-Solarzellen
Dünnschicht-Solarzellen werden auf eine andere Weise als die kristallinen Solarzellen hergestellt. Hierbei werden verschiedene photoaktive Halbleiter auf eine Trägerfläche aufgedampft, das Modul also in einem Stück produziert. Der Wirkungsgrad ist im Vergleich zu den beiden anderen Solarzellen-Typen bei den meisten Halbleitern erheblich geringer, doch stehen dem hohe Einsparmöglichkeiten in der Herstellung gegenüber. Allerdings schreitet die technische Entwicklung voran und in Laborversuchen steigen die Wirkungsgrade deutlich an. Nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Sonnenergie sind Dünnschichtmodule außerdem toleranter gegenüber Verschattung, und sie können Schwachlicht besser nutzen.
TIPP
Nutzen Sie unseren kostenlosen Angebotsservice: Preise von Solar-Fachbetrieben vergleichen und bis zu 30 Prozent sparen
Wechselrichter und Netzeinspeisegerät
Der Wechselrichter wandelt den vom Solargenerator gewonnenen Gleichstrom in netzüblichen Wechselstrom um. Er ist meist Bestandteil eines Netzeinspeisegeräts (NEG), das die Einspeisung des Stroms in das öffentliche Netz regelt. In der Praxis werden beide Begriffe oft synonym verwendet, wenngleich ein Wechselrichter ohne angebundenes NEG nur für vom Stromnetz unabhängige Insellösungen, etwa beim Camping, sinnvoll ist. Das NEG ist von seiner Funktion her mit der Steuerungseinheit bei Solarthermie-Anlagen vergleichbar.
Die Kosten für ein NEG hängen von dem gewünschten Leistungs- und Funktionsumfang ab. PV-Anlagenbetreiber müssen allerdings davon ausgehen, dass die Lebensdauer von Netzeinspeisegeräten und Wechselrichter in den meisten Fällen erheblich kürzer ist als die des Solargenerators. Der Austausch des Geräts innerhalb des Lebenszyklus der Anlage sollte schon bei der Planung mit eingerechnet werden, da die Kosten für einen Wechselrichter rund 10 % bis 15 % der gesamten Anlagenkosten betragen.
Bei der Auswahl des Wechselrichters stellt der Wirkungsgrad den entscheidenden Faktor dar. Er gibt an, wie viel Energie bei der Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom verlorengeht beziehungsweise wie viel Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird. Mittlerweile können Spitzenmodelle einen maximalen Wirkungsgrad von über 99 Prozent erreichen.
Zähler
Die in Netzeinspeisegeräten verbauten Zähler arbeiten in der Regel nicht exakt und sind für die formale Verrechnung des Stroms nicht geeignet. Benötigt wird ein geeichter Verbrauchszähler, der protokolliert, wie viel Strom aus dem öffentlichen Netz gezogen worden ist. Darüber hinaus überwacht ein weiterer geeichter Zähler, wie viel von dem selbst erzeugten Solarstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist wurde. Die Mengen werden, abhängig von den aktuell gültigen individuellen Konditionen, getrennt voneinander abgerechnet. Bei der Einspeisung des Solarstroms ins hauseigene Netz wird ein weiterer Zähler benötigt, der die gesamte Stromerzeugung durch die PV-Anlage misst. Aus diesen Werten kann später errechnet werden, wie viel Strom der Hausbesitzer selbst verbraucht hat, und wie viel Strom ins öffentliche Netz gegangen ist.
Fazit
Eine Photovoltaikanlage besteht keineswegs nur aus den auf dem Dach montierten Solarmodulen. Für den Ertrag spielen neben der Art der Solarmodule, deren Verkabelung auch das richtige Netzeinspeisegerät eine zentrale Rolle. Zum Betrieb notwendig sind zudem diverse Stromzähler. Zur Überwachung der Anlage werden heute üblicherweise Apps für das Smartphone zur Verfügung gestellt.
Photovoltaik Checkliste
Checkliste Photovoltaikanlage Sie sind sich nicht sicher, ob Sie in eine Photovoltaik-Anlage investieren sollen? Oder Sie haben Ihre Entscheidung schon… weiterlesen
Artikel Empfehlungen zum weiterlesen
