In diesem umfassenden Leitfaden erfahren Sie alles über die Komponenten und den Aufbau von Photovoltaikanlagen. Wir erläutern detailliert, wie eine effiziente und leistungsstarke Solaranlage zusammengesetzt ist und funktioniert.
Die wesentlichen Bestandteile einer Photovoltaikanlage
Der Aufbau einer Photovoltaikanlage ist vielschichtig, aber gut nachvollziehbar. Eine solche Anlage setzt sich aus PV-Modulen zur Stromerzeugung, einer geeigneten Unterkonstruktion und einem Wechselrichter zusammen. Für die Einspeisung des überschüssigen Stroms ins öffentliche Netz ist zudem ein PV-Stromzähler erforderlich.
Die Solarmodule
Solarmodule sind das Herz jeder Photovoltaikanlage. Sie bestehen aus zahlreichen Solarzellen, die in der Regel aus Silizium gefertigt sind. Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen, darunter monokristalline, polykristalline und Dünnschichtzellen. Weniger verbreitet, aber ebenfalls existent sind organische und amorphe Solarzellen.
Aufbau eines Solarmoduls
Ein typisches Solarmodul besteht aus 60 bis 120 Solarzellen, abhängig vom Modultyp. Die Module sind in Schichten aufgebaut, wobei ein Aluminiumrahmen die Schichten zusammenhält. Die oberste Schicht ist meist aus Glas oder einer Kunststoffschicht gefertigt, um die Zellen vor Umwelteinflüssen zu schützen, während sie Sonnenstrahlen durchlassen. Unter dem Glas befindet sich eine Schutzschicht aus Ethylen-Vinylacetat (EVA), in die die Solarzellen eingebettet sind. Die Rückseite des Moduls wird durch eine Backsheet-Folie geschützt, die vor Feuchtigkeit bewahrt.
Aufbau einer Solarzelle
Die Solarzelle selbst besteht aus zwei Schichten Silizium, die ein elektrisches Feld erzeugen. Dieses Feld wird aktiviert, wenn Sonnenlicht auf die Zelle trifft und Elektronen anregt, wodurch elektrischer Strom entsteht. Die eine Schicht ist mit Phosphor (positiv), die andere mit Bor (negativ) dotiert, um die Elektronenbewegung zu ermöglichen.
Der Wechselrichter
Der Wechselrichter ist ein entscheidender Bestandteil der Photovoltaikanlage. Er wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der im Haushalt oder im öffentlichen Netz verwendet werden kann. Die Größe des Wechselrichters sollte auf die Gesamtleistung der PV-Module abgestimmt sein. Moderne Wechselrichter verfügen über MPP-Tracker, die die Leistung der Solaranlage ständig überwachen und optimieren.
Die Solarkabel
Solarkabel verbinden die einzelnen Module einer Photovoltaikanlage. Sie sind so konzipiert, dass sie den positiven und negativen Strom sicher und effizient leiten. Die Kabel werden durch spezielle Kanäle geführt, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen.
Die Unterkonstruktion
Die Unterkonstruktion einer Photovoltaikanlage variiert je nach Dachtyp. Bei Schrägdächern gibt es die Optionen der Indach- und Aufdach-Montage. Bei Flachdächern werden die Module oft aufgeständert, um eine optimale Ausrichtung zur Sonne zu gewährleisten.
Weitere wichtige Komponenten
Zu einer vollständigen Photovoltaikanlage gehören auch ein Solarzähler, ein Verbrauchszähler und bei Bedarf ein Einspeisezähler. Ein Energiemanagementsystem kann zusätzlich installiert werden, um den Energiefluss zu überwachen und zu steuern. Für die Speicherung des Solarstroms kann ein Stromspeicher integriert werden. Zudem wird bei Verbindung mit E-Autos oft eine Wallbox für das schnelle Aufladen genutzt.
Fazit
Der Aufbau einer Photovoltaikanlage ist zwar komplex, aber gut strukturiert. Wichtig sind die PV-Module, eine geeignete Unterkonstruktion und ein Wechselrichter. Optional können ein Stromspeicher, eine Wallbox und ein Energiemanagementsystem hinzugefügt werden, um die Effizienz und den Eigenverbrauch der Anlage zu steigern.