Photovoltaik

Sonne aus der Steckdose: Photovoltaik ist der klimafreundliche Weg, günstigen Strom zu erzeugen.

 
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Das Kraftwerk auf dem Dach|So funktioniert Photovoltaik

Photovoltaik ist die Stromgewinnung aus Sonnenlicht.

In einem Solarmodul sind mehrere Solarzellen elektrisch miteinander verbunden. Die Zellen bestehen zumeist aus veredelten Siliziumscheiben, zwischen deren Ober- und Unterseite unmittelbar eine elektrische Spannung entsteht, sobald Licht auf die Oberfläche fällt. Wie bei einer Batterie kann diese Spannung über Leitungen abgegriffen und für einen Verbraucher nutzbar gemacht werden.

Am häufigsten werden Solarmodule auf geeigneten Dachflächen montiert oder aufgestellt. Andere Varianten sind die Montage an oder in einer Fassade und die Freiflächen-Aufstellung. Letztere wird insbesondere bei sehr großen Anlagen gewählt.

Die Leistungsfähigkeit (Spitzenleistung) einer Photovoltaikanlage wird in kWp (kiloWatt peak) angegeben - eine weltweit einheitliche Maßeinheit unter festgelegten Testbedingungen.

"k" steht hierbei für "kilo", also den Faktor 1000, "W" für "Watt", also die technische Einheit der Leistung und "p" für "peak", was englisch "Spitze" bedeutet.
Eine Anlage mit z.B. 1 kWp hat damit eine nominelle Spitzenleistung von 1.000 Watt. Die Kennzeichnung mit dem kleinen "p" ist erforderlich, um anzuzeigen, dass die Anlage nicht rund um die Uhr eine Leistung von 1.000 Watt liefert, sondern diese von der jeweiligen Helligkeit abhängig ist.

Unter realen Bedingungen in Schleswig-Holstein erzeugt eine Anlage mit 1 kWp dann je nach Standort, Ausrichtung und Technik zwischen 700 und gut 1.000 kWh Strom pro Jahr.

Man unterscheidet grundsätzlich zwei Systemarten: Inselsysteme und netzparallele Anlagen:

1) Inselsysteme arbeiten völlig eigenständig ohne Verbindung zum "normalen" Stromnetz und sind in der Lage, abseits gelegene Orte, wie Almhütten oder Messstationen, permanent mit Strom zu versorgen. Damit dieser auch nachts zur Verfügung steht, werden zur Zwischenspeicherung der Energie Batteriebänke verwendet.

2) Netzparallele Anlagen sind der Regelfall. Sie haben eine Verbindung zum "normalen" Stromnetz. Um diese Koppelung zu ermöglichen, muss der Strom aus den Solarmodulen so umgewandelt werden, dass er exakt zu dem Wechselstrom im vorhandenen Netz passt. Diese Aufgabe übernimmt ein Wechselrichter.
Die Anlagen versorgen heutzutage üblicherweise vorrangig Verbraucher in unmittelbarer Nähe der Anlage. Nur noch der möglicherweise entstehende Überschussstrom wird in das öffentliche Netz abgegeben und vergütet.

Backup-Systeme / Speichersysteme verfügen sowohl über eine Koppelung mit dem öffentlichen Netz, als auch über eine Batterie-Speichereinheit.
Entsteht ein Überschuss an Solarstrom, wird dieser für das Laden der Speichereinheit verwendet. Erst wenn diese zu 100% geladen ist, wird der Strom in das öffentliche Netz als Überschuss abgegeben. Vorteil: Reicht die Sonnenenergie beispielsweise abends nicht mehr aus, die angeschlossenen Verbraucher zu versorgen, wird der Unterschuss dem vorher geladenen Speicher entnommen. Erst wenn dieser entladen ist, erfolgt wieder "normaler" Strombezug aus dem öffentlichen Netz. Im Sommerhalbjahr ist eine Autarkie bis zu 100% möglich. Im Jahresmix bis zu 70%.

Besonderes Extra: Je nach Hersteller und gewünschter Auslegung arbeiten diese Systeme sogar als Notstromversorgung bei einem Stromausfall. Heizung, Licht, Gefrierschrank, etc. können somit störungsfrei in Betrieb bleiben.

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