Aufbau der Photovoltaikanlage - Aus welchen Bestandteilen besteht die Solaranlage?

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Photovoltaikanlagen werden immer beliebter und viele Haushalte nutzen bereits die nachhaltige Möglichkeit, Strom aus Solarenergie zu gewinnen. Die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie erfolgt dabei in den Solarmodulen. Doch wie genau funktioniert der Rest bei einer solchen PV-Anlage und welche weiteren Komponenten, außer der Solarmodule, sind notwendig, um aus Sonnenlicht nutzbare elektrische Energie zu erzeugen? In diesem Ratgeber erklären wir Ihnen den Aufbau einer Photovoltaikanlage und die Aufgaben ihrer wesentlichen Bestandteile.

Photovoltaikmodule - Das Herzstück der Anlage

Die Photovoltaikmodule sind die Hauptkomponenten jeder Solaranlage. Sie fangen das Sonnenlicht ein und wandeln es mithilfe von Solarzellen in elektrische Energie um. Die Solarzellen werden dabei meist aus Silizium gefertigt. Diese Zellen sind in den verschiedenen Modulen angeordnet. Es gibt monokristalline Module, die einen höheren Wirkungsgrad haben und ideal sind bei begrenztem Platz. Polykristalline Module sind dagegen günstiger, aber etwas weniger effizient. Des Weiteren gibt es auch noch Dünnschichtmodule, welche flexibel und leicht sind, aber einen geringeren Wirkungsgrad besitzen. Die gewählten Module werden auf dem Dach oder anderen geeigneten Flächen montiert, um die Sonnenstrahlung optimal einzufangen.

Wechselrichter sorgt für Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom

Der Wechselrichter ist ein zentraler Bestandteil der PV-Anlage. Er wandelt den von den Modulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der für Haushaltsgeräte und die Einspeisung ins Stromnetz benötigt wird. Es sind verschiedene Wechselrichter möglich. Ein String-Wechselrichter eignet sich für Anlagen mit mehreren Modulen, die in Reihe geschaltet sind. Mikro-Wechselrichter kommen für einzelne Module in Frage und sind ideal bei Verschattungen oder unterschiedlichen Ausrichtungen. Hybrid-Wechselrichter kombinieren die Funktion eines Wechselrichters mit einem Batteriespeicher. Ein qualitativ hochwertiger Wechselrichter jeglicher Art sorgt für maximale Effizienz und eine lange Lebensdauer der PV-Anlage.

Befestigungssystem für sichere Installation der Module

Damit die Solarmodule stabil und sicher montiert sind, wird ein robustes Befestigungssystem benötigt. Hierfür gibt es verschiedene Optionen, wie zum Beispiel die Aufdachmontage. Hierbei werden die Module, wie der Name vermuten lässt, auf einer bestehenden Dachkonstruktion angebracht. Daneben ist auch die Indachmontage möglich, bei der die Module Teile der Dacheindeckung ersetzen. Für große Anlagen, die nicht auf Dächern installiert werden, kommt oftmals die Freilandmontage zum Einsatz. Für alle Montageoptionen gilt, dass das Montagesystem wind- und wetterfest sein und gleichzeitig die notwendige Belüftung der Module gewährleisten muss, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Kabel und Stecker für elektrische Verbindungen

Die Verkabelung der PV-Anlage ist entscheidend, um die durch die Solarmodule erzeugte Energie sicher zu transportieren. Wichtig sind dabei sowohl die Gleichstromkabel als auch die Wechselstromkabel. Die Gleichstromkabel verbinden die Module untereinander und mit dem Wechselrichter. Die Wechselstromkabel transportieren den umgewandelten Strom ins Hausnetz oder zum Batteriespeicher. Berücksichtigen Sie, dass für die Sicherheit und Effizienz der Solaranlage hochwertige, wetterfeste Kabel und Stecker essentiell sind.

Batteriespeicher - Energie für später

Ein Batteriespeicher macht die PV-Anlage noch effizienter, da mit Hilfe des Speichers überschüssige Energie gespeichert und später genutzt werden kann. Die gängigste Variante, die hierfür zum Einsatz kommt, sind Lithium-Ionen-Batterien, da sie eine hohe Speicherkapazität und eine lange Lebensdauer besitzen. Blei-Akkus werden ebenfalls verwendet. Sie sind günstiger, aber im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien schwerer und weniger langlebig. Grundsätzlich ist ein Batteriespeicher besonders sinnvoll für Haushalte, die den Eigenverbrauch maximieren möchten.

Energiemanagementsystem für eine effiziente Steuerung

Das Energiemanagementsystem überwacht und steuert die Energieflüsse in der Anlage. Über das Monitoring wird dabei die Leistung der Module und des Wechselrichters kontrolliert. Die Optimierung lenkt den Stromverbrauch in Zeiten hoher Stromerzeugung. Praktisch ist dabei auch eine App-Anbindung. Inzwischen bieten viele Systeme die Möglichkeit an, die Anlage über eine App zu steuern und auszuwerten.

Über den Zähler Verbrauch und Einspeisung im Blick

Ein Zweirichtungszähler misst den Stromverbrauch und die ins Netz eingespeiste Energie. Der Einspeisezähler erfasst dabei die Menge an Strom, die ins öffentliche Netz eingespeist wird, während der Verbrauchszähler den Stromverbrauch des Haushalts anzeigt. Beide Zähler sind notwendig, um die Abrechnung mit dem Stromanbieter korrekt durchzuführen.

Schutzvorrichtungen - Sicherheit an erster Stelle

PV-Anlagen sind mit verschiedenen Schutzvorrichtungen ausgestattet, um Schäden durch Überspannung, Blitzeinschläge oder technische Defekte zu vermeiden. So gibt es unter anderem den Überspannungsschutz, der die Anlage vor Schäden durch Blitze oder Spannungsspitzen schützt. Weitere Sicherungssysteme verhindern beispielsweise Überlastungen im elektrischen System. Auch ein Brandschutz darf nicht vergessen werden. Allerdings minimieren moderne Anlagen das Brandrisiko durch sorgfältige Verkabelung und Isolierung inzwischen so gut wie möglich.

Netzanbindung, um Energie ins Stromnetz einzuspeisen

Eine PV-Anlage kann an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden. Dabei wird überschüssiger Strom, der nicht selbst vom jeweiligen Haushalt verbraucht wird, ins Netz eingespeist und vergütet. Alternativ kann auch eine Inselanlage ohne Netzanbindung betrieben werden, z. B. für Ferienhäuser oder abgelegene Standorte. So lässt sich neben der Stromerzeugung sogar noch Geld mit der eigenen Photovoltaikanlage verdienen.

Optionale Komponenten sorgen für zusätzliche Funktionen

Neben den Standard Bestandteilen, die Solaranlagen mit sich bringen, können zusätzliche Komponenten integriert werden, um das System zu ergänzen. Solartracker optimieren beispielsweise die Ausrichtung der Module zur Sonne. Ein Heimspeicher für Warmwasser kombiniert außerdem PV-Anlagen mit einer Wärmepumpe. Darüber hinaus verbinden spezielle Carport-Module die Energieerzeugung mit einer praktischen Fahrzeug Unterbringung. Die einzelnen Komponenten können je nach Bedarf und individuellen Anforderungen und Wünschen ergänzt und angepasst werden.

Komplex und durchdachte Solaranlagen mit System

Eine Photovoltaikanlage ist ein komplexes System, das aus verschiedenen Komponenten besteht. Von den Solarmodulen über den Wechselrichter bis hin zu Batteriespeichern und Schutzvorrichtungen – jedes Element trägt zur Effizienz und Sicherheit der Anlage bei. Wenn Sie sich im Vorfeld über die Bestandteile und deren Funktionen informieren, können Sie eine PV-Anlage optimal an Ihre eigenen Bedürfnisse anpassen und langfristig von sauberer, erneuerbarer Energie profitieren.