Grundlagen der Photovoltaik

Bei Licht wird die Zelle mit Photonen beschossen. Diese treffen auf der unteren Schicht auf und schlagen dort Elektronen frei. Dort ist somit Minuspol, da ein Elektronenüberschuss entsteht. Beim Verbrauch wandern die Elektronen vom Minus- zum Pluspol. Die Leistung ist proportional zur Sonneneinstrahlung . Die elektrischen Daten von Solarzellen sind temperaturabhängig. Bei einer Temperatursteigerung um 20 °C ergibt dies einen Energierückgang von 8,8 %. Es gilt: - Die Spannung einer Solarzelle bleibt über weite Bereiche der Einstrahlung gleich. - Die Stromstärke ist stark abhängig von der Einstrahlung. - Die Leistung einer Solarzelle fällt mit zunehmender Temperatur. Die Lebensdauer einer Solarzelle ist derzeit noch nicht ganz abschätzbar. Aber: Die ältesten polykristallinen Solarzellen sind von 1975 und bringen nach fas 30 Jahren immer noch eine Leistung von 84 Prozent ihrer Ausgangsleistung. - Sie verliert jedes Jahr ca. 0,5 Prozent ihrer Nennleistung. modulen,

Ein aleo Solarstrommodul besteht aus bis zu 72 zusammen geschalteten Solarzellen. Die aleo Module werden einfach in Reihe verschaltet. Die genaue Verschaltung der Module ist allerdings abhängig von der Wahl des Wechselrichters: Hier bestimmt die Eingangsspannung und der Eingangsstrom die Anzahl der in Reihe geschalteten Module. Die einzelnen aleo Module werden generell bereits mit steckfertigen Kabeln ausgeliefert. Alle verbauten Module nennt man Generator. Der Generator (Gleichstrom) wird über eine oder mehrere Leitungen mit dem oder den Wechselrichtern verschaltet. Hierbei ist insbesondere bei der Leitungsführung auf einige Details zu achten: Die Plus- und Minusleistungen müssen so eng wie möglich beieinander verlegt werden, damit keine Überspannungen durch induzierte Ströme entstehen können. Die Kabel sind bei freier Leitungsverlegung auf dem Dach vor mechanischen und witterungsbedingten Einflüssen zu schützen (Scheuerbewegungen, UV-Strahlung, Marderbiss). Meist ermöglicht bereits das verwendete Montagegestell eine geschützte Leitungsverlegung. Ansonsten ist die Verlegung des Solarstromkabels mittels eines Installationsrohres durchzuführen. Hierbei ist natürlich auch bei dem zu verwendenden Installationsmaterial auf eine langzeitlich wetterbeständige Materialauswahl zu achten (UV-beständige Kabelbinder). Bei Schrägdächern können die Kabel sowohl durch einen Kabelführungsziegel (Lüftungsziegel) oder aber auch durch eine handwerklich durchgeführte Aussparung in das Innere des Gebäudes durchgeführt werden. Auch hierbei ist auf den ausreichenden Schutz des Solarstromkabels zu achten. Bei vorhandenen Gasleitungen darf das Solarstromkabel nicht in unmittelbare Nähe dieser Gasleitungen verlegt werden. Ebenso sollte die Verlegung der Gleichstromkabel getrennt von anderen Wechselstromleitungen durchgeführt werden, da ansonsten eine gegenseitige Beeinflussung stattfinden könnte. Bei größeren Solarstromanlagen mit mehreren Kabelführungen ist auf eine genügenden Wärmeabfuhr der Kabel (Kabelverlustleistung) zu achten. Bei der Leitungsverlegung ist prinzipiell darauf zu achten, dass die Leitung bereits unter Spannung stehen kann.

Netzanschluss des Wechselrichters

Wechselrichter mit einer Einspeiseleistung von weniger als 4,6 kVA können einphasig eingespeist werden. Größere Anlagen benötigen eine dreiphasige Netzeinspeisung. Es ist zu beachten, dass die Belastung der einzelnen Phasen möglichst gleichmäßig erfolgt. Der maximale Leistungsunterschied zwischen den einzelnen Phasen muss kleiner als 4,6 kVA sein. Der Wechselrichter wird netzgeführt betreiben. Dies bedeutet, dass der Wechsel-richter bei einem Netzausfall die Stromproduktion automatisch einstellt. Daher befindet sich der Wechselrichter im Leerlauf, sobald das Netz gestört ist. Meist wird bei kleineren Anlagen einphasig in das 230 V Netz eingespeist. Größere Anlagen, welche aus mehreren Wechselrichtern bestehen, werden meist dreiphasig eingespeist. Sonderfall hierbei sind alle Kaco Wechselrichter. Diese werden immer dreiphasig angeschlossen. Sonderfall ist auch der Wechselrichter Mastervolt 6400: Dieser kann sowohl ein- als auch zweiphasig angeschlossen werden. Der Einspeisezähler Der Einspeisezähler kann sowohl als Mietobjekt vom Versorgungsnetzbetreiber (VNB) oder aber als Kaufgerät selber bezogen werden. Hierbei ist auf eine amtliche Eichung zu achten, da ansonsten der VBN diesen fremd gekauften Zähler nicht als Messeinrichtung anerkennen kann.

Es existieren sowohl rein analoge als auch digitale Einspeisezähler. Der Vorteil eines digitalen Einspeisezählers liegt an der eventuellen Datenverarbeitung des aktuellen Zählerstandes über z.B. den Dateneingang eines Wechselrichters

Die Anlagenarten

- Schrägdach,

Montage Aufdach, gute Hinterlüfung = optimale Erträge

Dachintegration, gute harmonische Lösung, Achtung auf Hinterlüftung achten -

Fassadenintegration,

Ertrag nur 60-70 Prozent, häufig verschattete Teilflächen -

Flachdach: guter Ertrag, freie Ausrichtung nach Süden, großer Platzbedarf

Fassadenelemente, 2-fache Nutzung Strom und temporäre Gebäudeverschattung.