Photovoltaikanlagen: Funktionsweise, Stromumwandlung und effiziente Speicherung
Eine Solar- oder Photovoltaikanlage erzeugt immer elektrischen Strom, wenn es Licht gibt. Damit die Energie aus den Sonnenstrahlen in elektrische Energie umgewandelt werden kann, sind die Module der Anlage mit vielen kleinen Solarzellen ausgestattet. Die einzelnen Zellen der PV-Module bestehen aus Halbleiterschichten.
Das Sonnenlicht regt die Elektronen in diesen Halbleitern an und sie beginnen sich zu bewegen. Durch diese Bewegung der Elektronen wird Gleichstrom erzeugt. Eine einzelne Solarzelle erzeugt nur eine geringe Menge elektrischen Strom. Erst wenn mehrere Module zusammengeschaltet werden, lassen sich mit Solarstrom Erträge erzielen, die wirtschaftlich sind. Für die modernen Fotovoltaikanlagen werden Module mit verschiedenen Solarzellen angeboten. Dies sind monokristalline oder polykristalline Solarzellen. Auch Solarmodule mit Dünnschichtzellen kommen zum Einsatz.
Eine wichtige Komponente der Anlage ist der Wechselrichter
Die Elektrogeräte in unseren Haushalten funktionieren mit Wechselstrom. Damit Sie Ihre Haushaltsgeräte auch mit Solarstrom weiter nutzen können, muss der von der Solaranlage erzeugte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden. Dies ist die Aufgabe des Wechselrichters, der eine sehr wichtige Komponente der Anlage ist. Der auf Ihrem Dach erzeugte Strom kann durch die Hilfe des Wechselrichters direkt in Ihrem Haushalt genutzt werden.
Besteht kein ausreichender Bedarf in Ihrem Haushalt, wird der erzeugte Solarstrom in das öffentliche Netz eingespeist. Zum Einspeisen ins Netz wird ein spezieller Stromzähler benötigt. Anders als die normalen Stromzähler messen diese „Smart-Meter“ in beide Richtungen. Nur so ist eine korrekte Erfassung des selbst erzeugten Solarstroms möglich. Für den ins öffentliche Netz eingespeisten Solarstrom erhalten Sie eine Einspeisevergütung. Da diese Einspeisevergütung von Jahr zu Jahr sinkt, ist es sinnvoller, den erzeugten Strom zu speichern.
Strom aus der Solaranlage mit einem Batteriespeicher speichern
Eine Solar- oder Fotovoltaikanlage erzeugt immer Strom, wenn die Sonne scheint. Höchstwerte bei der Erzeugung von Solarstrom werden bei den Anlagen täglich um die Mittagszeit erreicht. Allerdings wird der meiste Strom in Haushalten nicht um die Mittagszeit verbraucht. Die Mitglieder der Familien sind meistens morgens und abends zu Hause. Das Einspeisen ins Netz rentiert sich leider nicht mehr. Es ist daher sinnvoller, den Strom aus den Spitzenzeiten für den späteren Verbrauch zu speichern.
Für die Speicherung empfehlen wir den Einbau eines Batteriespeichers. Der überschüssige Solarstrom der Mittagszeit wird zwischengespeichert und kann abends oder morgens verbraucht werden, wenn die Anlage keinen Strom erzeugt. In einem normalen Einfamilienhaushalt wird durch einen Batteriespeicher der Bedarf von selbst erzeugtem Strom von circa 30 auf 50 Prozent gesteigert. Da weniger CO2 verbraucht wird, ist der Batteriespeicher auch gut für die Umwelt.