Eine Photovoltaikanlage besteht im Wesentlichen aus zwei wichtigen Teilen, dem Photovoltaikgenerator und dem Kasten des Wechselrichters. Die Solarmodule mit ihrer Unterkonstruktion und die Zusammenschaltung der Solarmodule bilden den Photovoltaikgenerator. Der Photovoltaikgenerator ist für die Erzeugung des elektrischen Stroms zuständig. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Somit wird der Strom an den elektrischen Strom des öffentlichen Stromnetzes angepasst und kann mit üblichen Haushaltsgeräten genutzt werden (>> mehr). Im Kasten des Wechselrichters befinden sich auch noch andere Teile der PV-Anlage, wie z.B. das Monitoring System, über das die erzeugte Energie der Photovoltaikanlage erfasst, beobachtet und überwacht werden können.

6 - Photovoltaikanlage - Aufbau Skizze 

Photovoltaikanlage Ludwigstrae GartenPhotovoltaikgenerator

Der Photovoltaikgenerator setzt sich aus mehreren Teilen zusammen, die gemeinsam für die Erzeugung des elektrischen Stroms sorgen.

  • Solarzellen: Solarzellen wandeln die Energie der Sonnenstrahlen in elektrische Energie um. Sie sind meist quadratisch mit einer Kantenlänge von 15,6 cm (oder 12,5 cm). Sie liefern eine Spannung von etwa 0,5 V und eine Stromstärke von etwa 8 A (unter Standardtestbedingungen). (>> mehr)
  • Solarmodule: Häufig werden zwischen 36 bis 144 Solarzellen in einem Solarmodul miteinander verschaltet. Diese Solarzellen werden in dem Solarmodul meistens in Reihe geschaltet. Hierdurch summiert sich die Spannung der einzelnen Solarzellen. (>> mehr)
  • Unterkonstruktion: Die Unterkonstruktion ist ein Gestell, das die einzelnen Solarmodule trägt. Bei festen Unterkonstruktionen montiert man die Solarmodule in Richtung Süden mit einem Neigungswinkel von 30° (auf Dächern ist das nicht immer möglich). Bei Nachführsystemen werden die Solarmodule automatisch gedreht, so dass sie immer in Richtung Sonne ausgerichtet sind. (>> mehr)
  • Zusammenschaltung: Die einzelnen Solarmodule werden über Kabel oder Steckverbindungen miteinander verbunden. Dabei werden sid entweder in Reihe oder parallel geschaltet. So erreicht man eine höhere Gesamtspannung (bei einer Reihenschaltung) oder eine höhere Gesamtstromstärke (bei einer Parallelschaltung). Meist wird eine Kombination der beiden Schaltmöglichkeiten gewählt. (>> mehr)
  • Anschlusskasten: Der Anschlusskasten ist der Ort, an dem die Kabel der einzelnen Solarmodule zusammenlaufen. Hier werden die Solarmodule zusammengeschaltet und ergeben im Ganzen den Photovoltaikgenerator. (>> mehr)

 

Photovoltaikanlage Wechselrichter EinspeisezhlerWechselrichter

Vom Anschlusskasten aus laufen zwei Stromkabel zum Wechselrichter. Der Wechselrichter ist ein roter Kasten aus Metall, der im Haus aufgehängt ist. Er enthält meist folgende Komponenten:

  • DC-Freischalter: Ein DC-Freischalter ist ein Schalter, mit dem der Stromkreis des Photovoltaikgenerators unterbrochen werden kann. Dies ist besonders wichtig, falls Reparaturen notwendig sind oder es in der Nähe der Photovoltaikanlage brennt. ( >> mehr)
  • MPP-Tracker: Der MPP-Tracker sucht permanent nach der besten Einstellung des Photovoltaikgenerators und sorgt somit dafür, dass dessen Leistung möglichst hoch ist. (>> mehr)
  • Wechselrichter: Der eigentliche Wechselrichter ist ein Bauteil, welches den vom Photovoltaikgenerator produzierten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Das ist notwendig, falls der Solarstrom ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden soll oder falls man ihn in gewöhnlichen Haushaltsgeräten nutzen möchte. (>> mehr)
  • Transformator: Nachdem der Wechselrichter bereits für Wechselstrom und Wechselspannung gesorgt hat, muss noch die Höhe der Wechselspannung dem öffentlichen Stromnetz angepasst werden. In der Regel ist die benötigte 230 Volt Wechselspannung höher als die des Wechselrichters. Ein Transformator erhöht, bzw. verringert, die Wechselspannung. (>> mehr)
  • Monitoring SystemDas Monitoring System dient der Überwachung einer Photovoltaikanlage, wie z.B. der Energieerträge, Spannungen und Temperaturen (>> mehr). Ein Bestandteil des Monitoring Systems ist der Datenlogger. Der Datenlogger nimmt in gewissen Zeitabständen Messwerte auf und speichert diese Daten (>> mehr). Über einen Computer können die Daten ausgelesen werden und die zeitliche Entwicklung kann in einem Diagramm dargestellt werden.

 

Die einzelnen Solarmodule werden in einem Anschlusskasten zusammengeschaltet und ergeben so den Photovoltaikgenerator. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. So kann der elektrische Strom mit üblichen Haushaltsgeräten genutzt werden oder dem öffentlichen Stromnetz zugeführt werden.

 

Quellen:
F. Kliche, I. Draeger (2011): Schulpacket Solarsupport – Sekundarstufe, 2. Auflage, Unabhängiges Institut für Umweltfragen, Berlin
V. Wesselak, S. Voswinckel (2012): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird, Springer Verlag, Berlin Heidelberg
http://www.solar-is-future.de/kids/pdf/solarstrom.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Energieertrag

http://www.engelhardtelektro.de/faq/FunktionPhotovoltaik

Photovoltaikanlagen

Wie ist eine Photovoltaikanlage im Allgemeinen aufgebaut? (>> mehr)


Erklärung der vielen einzelnen Komponenten einer Photovoltaikanlage

Dauer:          5:19

Herausgeber: EWS GmbH & Co. KG


Netzgekoppelte Anlagen

leiten den produzierten elektrischen Strom in das öffentliche Stromnetz. Man sagt der Strom wird in das Stromnetz eingespeist. (>> mehr)


Inselanlagen

sind nicht mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. Der der produzierte elektrische Strom wird selbst genutzt. (>> mehr)


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