PHOTOVOLTAIK

Wie funktioniert eine PV-Anlage?

Das physikalische Prinzip, auf dem eine PV-Anlage basiert ist der sog. photoelektrische Effekt. Hier macht man sich einerseits die Energie der Sonnenstrahlung, genauer der Photonen zu Nutze und andererseits die Eigenschaft von sog. Halbleitermaterialen, aus deren Struktur sich Elektronen herauslösen, wenn ein solch energiereiches Photon auf die Oberfläche trifft und absorbiert wird. Daraus resultiert ein elektrisches Feld im Halbleiter. Werden die beiden Schichten nun durch äußere Kontakte verbunden, so fließt ein Gleichstrom. Dieser kann abgegriffen werden. Das heute gebräuchlichste Halbleitermaterial ist Silizium.

Mehrere solcher Photozellen werden zu einem PV-Modul verschaltet. Die gesamte PV-Anlage bzw. der Generator wiederrum besteht aus mehreren PV-Modulen. Die Anzahl dieser Module beeinflusst direkt die theoretische Leistung der Anlage.

Was sind die Komponenten einer PV-Anlage?
  • Photovoltaikmodule​​

Die Basis einer jeden PV-Anlage. Die Module, wie oben beschrieben, werden in Reihe oder ​parallel zu einem Solargenerator verschaltet. Sie geben direkt die Leistung der PV-Anlage an. Unterschieden wird zwischen monokristallinen, polykristallinen und Dünnschichtmodulen.

  • Wechselrichter

Der von den PV-Modulen erzeugte Strom ist Gleichtstrom. Im Haushalt wird jedoch Wechselstrom benötigt. Für die Umwandlung ist der Wechselrichter zuständig. Über ein internes Energiemanagement wird ein effizienter Betrieb sichergestellt. Dies beeinflusst den Ertrag der PV-Anlage unmittelbar. Moderne Wechselrichter bieten darüber hinaus auch ein Anlagenmonitoring, ein Energieflussmanagement und sind mit entsprechenden Features für zukünftige Smart Grids bestens gerüstet.​

  • Verkabelung

Unterschieden kann hier zwischen der Verkabelung von den Modulen zum Wechselrichter (Gleichstrom, DC) und vom Wechselrichter zum Einspeisepunkt (Wechselstrom, AC).​ Diese muss entsprechend der Leistung der PV-Anlage ausgelegt sein um die Verluste gering zu halten.

  • Stromzähler

Da nun nicht mehr nur Strom aus dem Netz bezogen wird (Bezug), sondern auch eingespeist wird (Einspeisung) und entsprechend dem EEG vergütet werden soll, ist ein separater Stromzähler erforderlich. Dieser ermöglicht es die eingespeiste Strommenge zu quantifizieren. Möglich ist hier auch ein Zweirichtungszähler, der beide Zähler in einem Gerät vereint.

  • (Speicher)

Ein optionaler Speicher ermöglicht es den überschüssigen Strom auch zu speichern. Das hat den großen Vorteil, dass auch bei fehlender Sonneneinstrahlung (z.B. nachts) grün erzeugter Strom genutzt werden kann. Dies erhöht die Eigenverbrauchsquote und senkt die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz.​