Aus welchen Komponenten besteht eine Photovoltaik-Anlage und wie funktioniert sie?

Eine Photovoltaikanlage, auch als Solaranlage bekannt, ist eine Energieanlage, das Sonnenlicht in Strom umwandelt. Dabei handelt es sich um den sogenannten photovoltaischen Effekt oder PV-Effekt. Es besteht aus verschiedenen Bestandteilen: Solarmodule, Wechselrichter, Laderegler (Controller), Batteriespeicher, Einspeisezähler, Verkabelung und anderes elektrisches Zubehör. Je nachdem, ob es autonom, netzgekoppelt oder kombiniert ist, schaltet die Solaranlage einige der Komponenten ein oder aus, jedoch sind die grundlegenden Funktionsprinzipien die gleichen.

Aufgrund ihrer geräuschlosen Funktion, ohne Emissionen, haben sie sich auf dem Energiemarkt etabliert und immer mehr Unternehmen, Haushalte und Betriebe bevorzugen sie als Stromquelle.

Die Photovoltaik-Anlage – Komponenten

Solarmodule – eine Photovoltaikanlage kann aus einem oder mehreren Solarmodulen bestehen. Sie absorbieren und wandeln Sonnenlicht in Strom um. Sie werden auch als Generatoren bezeichnet.
Laderegler (Controller) – ein Gerät, das zur kontinuierlichen Messung und Überwachung der Leistung von Solarmodulen dient. Es berücksichtigt Spannung, Strom, Temperatur und viele weitere Parameter und Werte.
Wechselrichter – Der Gleichstrom, der von der Photovoltaikanlage erzeugt wird, wird vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, der dann von Haushalten, Betrieben oder Produktionsstätten genutzt werden kann.
Speichersystem (Batterie) – dies ist eine Komponente der Photovoltaik-Anlagen, die nicht unbedingt erforderlich ist, da sein Betrieb nicht von ihm abhängt. Die Batterien dienen zur Speicherung der von Sonnenlicht erzeugten Energie und bei Bedarf bezieht die Anlage Strom von ihnen.
Einspeisezähler – in Fällen, in denen die PV-Anlage hybrid ist und nicht nur den von der Photovoltaikanlage erzeugten Strom, sondern auch Strom aus dem Stromnetz nutzt. Er misst den verbrauchten Strom. In einer Variante mit dem Verkauf von Strom (Bidirektionalität) misst der Einspeisezähler sowohl die eingesetzte externe Energie als auch diejenige, die das System zum Verkauf einspeist.
Anschluss ans Stromnetz – es wird erforderlich, wenn Strom aus dem Netz verwendet oder an ein Energieunternehmen verkauft wird.
Anschluss ans eigene Stromnetz – es ist erforderlich bei einer Photovoltaikanlage für den Eigenbedarf von Haushalten und Unternehmen.

Funktionsweisen der Photovoltaik-Anlagentypen

Autonome PV-Anlage oder OFF-GRID-System

Diese Photovoltaik-Anlagen nutzen ausschließlich den von ihnen erzeugten Strom und sind nicht an das Netz angeschlossen. Dazu gehören Batteriespeicher der produzierten Energie, um eine kontinuierliche Stromversorgung während der dunklen Tageszeit zu gewährleisten.

Wie funktioniert das Off-Grid-System?

Solarmodule fangen das Sonnenlicht ein und wandeln sie in elektrischen Strom um.
Der Wechselrichter wandelt Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um.
Die Batterie ist eine Art PV-Anlagen-Balance-Gerät. Wenn Strom erzeugt wird, mehr als benötigt, leitet der Laderegler den Überschuss in den Batteriespeicher. Und umgekehrt ist es genauso, der Laderegler leitet den zusätzlichen Strom von der Batterie zum Verbraucher, wenn nicht genügend Energie von der PV-Anlage erzeugt wird.

Autarke Systeme finden Anwendung für Objekte, die an abgelegenen Orten ohne Anschluss an das Stromnetz liegen: Villen, Häuser, Pumpsysteme, Wohnwagen und andere. Der Preis von Off-Grid-PV-Systemen ist am höchsten aufgrund des Bedarfs an Batterien.

Netzgekoppelte Photovoltaikanlage oder ON-GRID-Systeme

Ein Beispiel für Photovoltaikanlagen sind alle Solarparks, die gebaut werden, um den erzeugten Strom an Stromverteilunternehmen zu verkaufen. Daher ist keine Batterie erforderlich.
Die drei Hauptkomponenten in dieser Art von Solaranlage sind: Solarmodule, Wechselrichter und Einspeisezähler.
Das Funktionsprinzip ist ähnlich. Bei Tageslicht produzieren Solarmodule Strom, der vom Wechselrichter umgewandelt und direkt in das Stromnetz eingespeist wird.

Kombinierte Photovoltaikanlagen

Diese Art von Solaranlagen wird für Haushalte oder gewerbliche Nutzer mit hohem Stromverbrauch gebaut – Solardachanlagen für Unternehmen oder für das Eigenheim. Sie produzieren Strom und nutzen ihn für den Eigenbedarf, und wenn es einen Mangel gibt, verbrauchen sie Strom aus dem Stromnetz. Es ist empfehlenswert, eine Batterie zu installieren, um die produzierte Energie zu speichern, wenn kein Verbrauch vorhanden ist.

Wie funktioniert die kombinierte PV-Anlage?

Solarmodule fangen das Sonnenlicht ein und wandeln es in elektrischen Strom um.
Der Wechselrichter wandelt Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um.
Wenn der von der Solaranlage erzeugten Strom den Bedarf des Verbrauchers nicht vollständig decken kann, wird der Mangel durch das Stromübertragungsnetz gedeckt.
Hat die PV-Anlage mehr Strom produziert als der Verbrauch, wird der Überschuss auf die Batterie übertragen. Wenn die Solaranlage den Bedarf des Verbrauchers nicht decken kann, überträgt der installierte Laderegler Strom aus der Batterie.

Kombinierte Photovoltaikanlagen mit Stromverkauf

Diese Solaranlagen haben alle Vorteile der anderen Arten von Photovoltaikanlagen. Enthält alle oben genannten Komponenten: Solarmodule, Laderegler, Wechselrichter, Einspeisezähler.

Das Grundprinzip der Funktionsweise unterscheidet sich nicht. Der erzeugte Strom wird für den Eigenbedarf genutzt. Wenn es nicht ausreicht, transportiert die Anlage Strom aus dem Stromnetz, und wenn es überschüssig ist, wird er an den Lieferanten verkauft, mit dem ein Verkaufsvertrag im Voraus abgeschlossen werden muss.

* Hier ist es wichtig zu beachten, dass so viel Strom verkauft werden kann, wie die angeschlossene Leistung der Anlage.

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