So funktioniert Photovoltaik

• Photovoltaikanlagen können, über einen Netzbetreiber, zur Einspeisung an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden (netzgekoppelte Anlagen) oder autark stehen (Inselanlagen). Eine Photovoltaikanlage besteht aus folgenden Komponenten: Solarmodul (Zusammenschaltung von Solarzellen), Wechselrichter, Montagesystem (Gestell) und optional einem Speichersystem. Die Installation einer Photovoltaikanlage ist grundsätzlich auf Flachdächern, Schrägdächern, Carportdächern, in Gebäudefassaden integriert oder auf freien Flächen möglich. Dabei spielt die Ausrichtung des Daches eine untergeordnete Rolle. Sowohl nach Süden, als auch nach Osten oder Westen ausgerichtete Dächer können gute Erträge erwirtschaften.
• Ein Solarmodul besteht aus elektrisch verbundenen Solarzellen. In einem Solarmodul werden die einzelnen Zellen in Reihe zu elektrisch verbundenen Zellenstrings verlötet. Die Zellenstrings werden über Dioden zu Zellenplatten verbunden und zwischen Trägerglas, EVA- und Tedlarfolie in ein Vakuum laminiert. Die so entstandene Laminateinheit wird von einem Aluminiumrahmen umfasst. Es gibt drei Arten von Solarzellen: Monokristalline Solarzellen werden aus einem gezogenen Siliziumstab mit regelmäßiger Kristallstruktur (Einkristall) in dünne Scheiben (Wafer) geschnitten. Sie haben eine dunkelblaue bis schwarze Färbung. Polykristalline Solarzellen schneidet man aus einem gegossenen Siliziumblock. Die Poly-Zellen erscheinen leuchtend blau. Dünnschichtsolarzellen werden sehr dünn auf ein Trägermaterial aufgebracht. Dünnschichtmodule können kostengünstiger und großflächiger produziert werden als kristalline Module, besitzen aber einen geringeren Wirkungsgrad. Grundsätzlich arbeiten monokristalline Solarzellen etwas effizienter, sind jedoch etwas teurer in der Produktion.
• Der Wechselrichter (Inverter) wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Dieser wird dann in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Auf einen Stringwechselrichter können je nach Typ ein oder mehrere Modulstränge geschaltet werden. Mit Systemen zur Anlagenkontrolle (Datenkommunikation) lässt sich die erzeugte Leistung überwachen, wie viel Strom selbst verbraucht, oft auch von welchen Geräten, und wie viel ins Netz eingespeist wurde. Innerhalb des Monitorings werden auch die Spitzen aufgezeichnet, d.h. wann die Sonne am meisten Energie geliefert hat. Das System ist mitunter so intelligent, dass es die Einspeicherung in die Batterie und Einspeisung in das Netzt nach diesen Spitzen selbst regelt. Je nach Anforderungen gibt es hierfür verschiedene Systeme.