Photovoltaik-Systeme erzeugen grünen Solarstrom. Sie nutzen den photoelektrischen Effekt, um Sonnenlicht in Gleichstrom zu transformieren. Bei netzverbundenen Photovoltaik-Systemen wird der erzeugte Solarstrom ins öffentliche Netz geleitet. Als Gegenleistung bekommt der Anlagenbesitzer eine Photovoltaik-Einspeisevergütung.
Erzeugung von Solarstrom
Wie funktioniert eine Solarzelle? Solarzellen bestehen in der Regel aus zwei Schichten Silizium, die unterschiedlich imprägniert sind. Die Imprägnierung bedeutet, dass gezielt Fremdatome eingeführt werden. Dadurch entstehen eine n-dotierte Schicht (mit einem Übermaß an negativen Ladungsträgern) und eine p-dotierte Schicht (mit einem Übermaß an positiven Ladungsträgern). Bor, Arsen oder Phosphor können als Imprägnierungsstoffe dienen. An der Grenzfläche dieser beiden Schichten, dem sogenannten p-n-Übergang, fließt bei Lichteinfall ein Gleichstrom, wenn die erzeugte Spannung über Kontakte abgenommen wird.
Elemente einer Photovoltaikanlage
In einer einzelnen Solarzelle fließt nur ein geringer Strom. Daher werden mehrere Solarzellen zu einem Solarpaneel verbunden. Die Anzahl der verbundenen Solarzellen hängt unter anderem von der Größe des Solarpaneels ab. Um vor äußeren Einflüssen zu schützen, sind die Solarpaneele in eine Kunststoffschicht eingebettet und mit einem lichtdurchlässigen Spezialglas abgedeckt. Mehrere Photovoltaik-Paneele werden zu einem sogenannten Solargenerator verbunden. Eine Photovoltaikanlage besteht jedoch aus weiteren Elementen. Ein Wechselrichter, der den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, ist notwendig, um den erzeugten Strom zu nutzen oder ins öffentliche Netz einzuspeisen. Die Qualität des Wechselrichters ist für den Ertrag der Photovoltaikanlage entscheidend. Neben der Verkabelung ist ein Einspeise- bzw. Eigenverbrauchszähler erforderlich.
Ertrag und Ausrichtung
Der Ertrag einer Photovoltaikanlage hängt unter anderem von der gewählten Modultyp ab. Denn monokristalline Solarpaneele haben einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Paneele. Aber auch der Standort hat einen großen Einfluss auf den möglichen Ertrag der Photovoltaikanlage. Hierbei sind die Dachneigung, Ausrichtung und geographische Gegebenheiten entscheidend. Idealweise sollten Photovoltaikanlagen nach Süden ausgerichtet sein und eine Neigung zwischen 30 und 35 Grad haben. Verschattungen sollten vermieden werden, Schattenwurf beispielsweise von anderen Gebäuden oder Schornsteinen muss bei der Planung berücksichtigt werden. Mit einem Photovoltaik-Rechner können die Erträge und Vergütungen berechnet werden.
