Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Mit Photovoltaik wird aus Sonnenenergie Strom

Photovoltaik ist wie eine Zaubertruhe, die Sonnenlicht in Strom verwandelt. Das passiert in kleinen Boxen namens Solarmodule, die aus vielen winzigen Solarzellen bestehen. Wenn das Sonnenlicht auf diese Zellen trifft, werden Elektronen angeregt, sich zu bewegen, und das erzeugt elektrischen Strom, den wir nutzen können.

Damit dieser Strom im Haus verwendet werden kann, brauchen wir einen speziellen Kasten namens Wechselrichter. Er verwandelt den Strom, damit wir ihn in unseren Steckdosen benutzen können. Wenn wir mehr Strom produzieren als wir brauchen, können wir ihn entweder speichern oder ins Stromnetz zurückspeisen und dafür bezahlt werden.

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Solaranlage vs. Photovoltaikanlage: Was ist der Unterschied?

Manchmal hört man auch von Solaranlagen. Das ist der Überbegriff für verschiedene Arten von Geräten, die Sonnenenergie nutzen. Unter ihnen sind auch Solarthermie-Anlagen, die Wärme erzeugen. Aber bei einer Photovoltaikanlage wird Strom gemacht.

Eine Photovoltaikanlage kann schon bis zu 40 Prozent Unabhängigkeit bringen, ohne dass man extra Batterien braucht. Das ist ziemlich cool!

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Aufbau und Funktionsweise von Photovoltaik

Eine Photovoltaikanlage besteht aus ein paar wichtigen Teilen, die alle zusammenarbeiten, um Strom zu machen.

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Solarmodule

Solarmodule sind die Helden der Photovoltaikanlagen. Jedes Modul besteht aus einer Vielzahl von Solarzellen, die das Sonnenlicht einfangen und in elektrische Energie umwandeln. Diese Zellen sind normalerweise aus Silizium gefertigt und in einem robusten Rahmen aus Aluminium montiert. Eine Glasabdeckung schützt die Zellen vor äußeren Einflüssen und ermöglicht eine optimale Lichtabsorption. Die Anzahl der verbauten Module bestimmt die Gesamtleistung der Photovoltaikanlage. Eine präzise Ausrichtung der Module nach Süden und eine Neigung von etwa 30 bis 35 Grad maximieren die Sonneneinstrahlung und somit die Stromproduktion.

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Solarkabel

Solarkabel sind die stillen Arbeiter, die den erzeugten Strom von den Solarmodulen zum Wechselrichter transportieren. Sie sind speziell dafür entwickelt, den Gleichstrom sicher und effizient über lange Strecken zu leiten, ohne nennenswerte Leistungsverluste zu verursachen. Diese Kabel sind robust und UV-beständig, um den widrigen Bedingungen im Freien standzuhalten.

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Stromzähler

Stromzähler sind die Augen der Photovoltaikanlage, die den Fluss des erzeugten Stroms überwachen und messen. Ein Ertragszähler misst die Menge des produzierten Solarstroms und ermöglicht es, die Leistung der Anlage zu überwachen. Ein Zweirichtungszähler erfasst den Eigenverbrauch, die Einspeisung ins Netz und den Bezug aus dem öffentlichen Netz. Diese Zähler sind entscheidend für die Abrechnung mit dem Stromnetzbetreiber und ermöglichen eine transparente Kontrolle über den Energieverbrauch und die Stromproduktion des Haushalts.

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Wechselrichter

Der Wechselrichter ist das Herzstück der Photovoltaikanlage, das den erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandelt. Er übernimmt nicht nur die Umwandlungsfunktion, sondern überwacht auch die gesamte Anlage auf mögliche Störungen und Probleme. Es gibt verschiedene Arten von Wechselrichtern, darunter Solar-Wechselrichter für die direkte Nutzung des Stroms im Haushalt und Batterie-Wechselrichter für die Speicherung von überschüssigem Strom. Hybrid-Wechselrichter können beide Funktionen kombinieren und sind vielseitig einsetzbar.

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So funktioniert eine Solarzelle

Eine Solarzelle ist wie ein kleines Sonnenkraftwerk. Sie besteht aus verschiedenen Schichten, die zusammenarbeiten, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln.

Aufbau einer Solarzelle

Die wichtigsten Teile einer Solarzelle sind:

1. Siliziumschichten: Diese sind das Herzstück der Solarzelle. Sie werden aus Silizium hergestellt, einem Material, das Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln kann.
2. Elektronen: Wenn das Sonnenlicht auf die Siliziumschichten trifft, werden Elektronen freigesetzt. Diese Elektronen bewegen sich durch die Schichten und erzeugen dabei Strom.
3. Metallschichten: An den Rändern der Solarzelle befinden sich Metallschichten, die die Elektronen auffangen und den Strom ableiten.

Je nach Art der Solarzelle können diese Schichten unterschiedlich angeordnet sein. Es gibt monokristalline, polykristalline und amorphe Solarzellen, die alle auf ihre Weise funktionieren.

Neue Entwicklungen in der Solarzellentechnologie

Forscher arbeiten ständig daran, Solarzellen effizienter und kostengünstiger zu machen. Eine vielversprechende Entwicklung sind sogenannte Hybridmaterialien, die organische und anorganische Substanzen kombinieren. Diese Materialien könnten den Wirkungsgrad von Solarzellen deutlich erhöhen und sie gleichzeitig günstiger machen.

Wenn auch du dir die Vorteile einer Photovoltaikanlagen anschauen möchtest, dann kontaktiere uns für mehr!