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Photovoltaik netzunabhängig Animation / Beschreibung

Die folgende Animation zeigt Ihnen die Funktionsweise einer netzunabhängigen PhotovoltaikanlagePhotovoltaikanlage
Was bedeudet Photovoltaikanlage? -> Lexikoneintrag
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Beschreibung der Funktionsweise einer netzunabhängigen Photovoltaikanlage

Bei Photovoltaikanlagen werden die Sonnenstrahlen direkt in elektrische Energie umgewandelt.

Netzunabhängige Photovoltaikanlagen auch Inselanlagen, autarke oder Off grid Systeme genannt, sind festinstallierte oder mobile Anlagen, Geräte oder lokale Netze zur Stromversorgung. Diese können ohne Anschluss an ein öffentliches Stromnetz umgesetzt werden. Sie werden dort eingesetzt, wo der Anschluss an das Stromnetz nicht möglich oder nicht wirtschaftlich ist. Diesen Betrieb nennt man dann Inselbetrieb.

1. Die Solarmodule fangen die Lichtwellen der Sonnenstrahlen auf und wandeln  diese in Gleichstrom um. Die Photonen des Lichts sorgen dafür, dass zwischen zwei unterschiedlich geladenen Halbleitern Strom fließt. Der so genannte Photostrom. Die Solarmodule können seriell, parallel oder aus einer Kombination von beiden miteinander verbunden werden. Der Gleichstrom gelangt dann zum Laderegler.

2. Der Laderegler hat zum einen die Aufgabe, das Ladeverfahren zum Aufladen von  Akkumulatoren technisch umzusetzen. Zum anderen soll er den Strom bei Bedarf direkt an die Verbraucher durchleiten. Der Laderegler ist die zentrale Verteil- und Regeleinheit einer netzunabhängigen Solarstromanlage. Er hat einen großen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer der Akkumulatoren. Laderegler arbeiten mit Spannungen von 12V bis 48V und Strömen von 10A bis 100A.

Gute Laderegler sollten folgende Merkmale haben:

  1. Temperaturkompensation
  2. Tiefentladungsschutz des Akkus
  3. Verpolungssicherung
  4. Elektronische Sicherung gegen Kurzschluss
  5. Dynamischer Überladeschutz
  6. Manueller Lastschalter.
  7. Grafisches Display mit Statusanzeigen.
  8. Eigenstromverbrauch so niedrig wie möglich

Optional meistens:

  1. RS232 Schnittstelle
  2. externer Temperatursensor

3. Wird Strom direkt benötigt leitet der Laderegler den Strom direkt zu den Verbrauchern durch.

4. Nachts wenn kein natürliches Licht zur Verfügung steht liefert der Akkumulator den notwendigen Strom.

Die Stromführende Leitung für den produzierten Strom ist die gleiche Leitung wie die des Bezugsstroms. Der Einspeisezähler genau wie der Bezugszähler ist das Eigentum des Netzbetreibers. Jährliche Gebühr des Einspeisezählers - 25€ bis 35 €.

Der Einspeisevertrag den jeder Anlagenbetreiber mit dem entsprechenden Netzbetreiber schließt, regelt den Abrechnungsmodus. Netzbetreiber und Stromanbieter können dabei unterschiedlich sein. Der Stromanbieter spielt dabei keine Rolle.

Beispiel: Die Stadtwerke Düsseldorf ist der Netzbetreiber, aber ich beziehe meinen Strom vom Stromanbieter Yellow. Der Einspeisevertrag wird in diesem Fall mit den Stadtwerken Düsseldorf geschlossen.

Einsatzgebiet netzgekoppelter Photovoltaikanlagen in Entwicklungsländern

Momentan müssen weltweit cirka 2 Milliarden Menschen ohne Anschluss an ein Stromnetz auskommen. Eine Basisversorgung dieser Haushalte kann zum Beispiel mit dem Solar Home Systems von Shell realisiert werden. Über eine Art Leasingsystem mittels Chipkartenaufladung kann der Endkunde die netzunabhängige PhotovoltaikanlagePhotovoltaikanlage
Was bedeudet Photovoltaikanlage? -> Lexikoneintrag
nutzen, ohne die hohen Investitionskosten von ungefähr 500€ - 1000€ aufbringen zu müssen.Quasi netzunabhängigen Strom „on demand“ (Auf Abruf).

Früher erfolgte dies nur mit konventionellen Dieselaggregaten. Aufgrund steigender Kosten fossiler Brennstoffe und sinkender Solarmodulpreise stellt der Solarstrom seit einigen Jahren eine wirkliche technische und wirtschaftliche Alternative dar.

Dieser Markt hat sich in den letzten Jahrzehnten gut entwickelt. In den letzten Jahren wurden weltweit 2,25 Millionen Solar Home Systems verkauft. Der wirtschaftliche Aufschwung in den Schwellenländern sorgt für eine starke Nachfrage. 11000 Anlagen pro Monat allein in China.

Einsatzgebiet netzgekoppelter Photovoltaikanlagen in Industrieländern

Größere Inselsysteme findet man in Berghütten oder abgelegenen Vereinsheimen.

Mit einer modernen für Einfamilienhäuser durchschnittlichen 4KWp PhotovoltaikanlagePhotovoltaikanlage
Was bedeudet Photovoltaikanlage? -> Lexikoneintrag
kann man den gesamten elektrischen Jahresenergiebedarf eines 4 Personenhaushaltes decken.

Kleinere Inselsysteme bei Parkscheinsystemen, Weidezäunen, Beobachtungseinrichtugen, Verkehrsdatenüberwachungssystemen, Wasserpumpensysteme oder Beleuchtungssyteme an abgelegen öffentlichen Plätzen (Haltstellen).

Photovoltaik Akkumulatoren

Akkumulatoren kommen dann zum Einsatz, wenn keine ausreichende Sonnenenergie (Abends / Nachts) zur Verfügung steht.

Dabei unterscheidet man zwei Formen der Energiespeicherung:

1. Kurzzeitspeicherung über einige Stunden oder Tage mit elektrochemischen Sekundärelementen. Die günstigste und am meisten verbreitet Variante stellt der Bleiakku dar. Alternativen aber teurer sind Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metall-Hybrid und Lithium-Ionen-Akkus.

2. Langzeitspeicherung über mehrere Wochen ist im Moment noch zu kostenintensiv. Die Akkumulatoren sind groß, schwer und zu teuer in der Produktion. Hybridlösungen mittels fossiler Generatoren sind momentan noch die wirtschaftlich interessantere Lösung.

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