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Die Systemtechnik
- 1. Solarmodul, 2. Sicherungen, 3. DC Kabel, 4.DC Trenner, 5. Wechselrichter, 6. AC Einspeisung, 7. Sicherungsfeld
Es gibt verschiedene Photovoltaikanlagen, z.B. netzgekoppelte Anlagen und Inselsysteme. Bei netzgekoppelten Anlagen erzeugt der Solargenerator mit Hilfe des Sonnenlichts Gleichstrom. Wechselrichter wandeln diesen um in Wechselstrom, der in das lokale Nieder- oder Mittelspannungsnetz eingespeist wird. Dieses bildet den Energiespeicher, da Einspeisung und Verbrauch im eigenen Haus meistens nicht synchron sind. In Gegenden ohne Netzanbindung werden Inselsysteme mit einem Energiespeicher in Form einer Batterie eingesetzt.
Monokristalline Solarzellen:
Siliziumsolarzellen werden ublicherweise aus Saulen oder Blocken in 0,25 mm dicke Scheiben gesagt. Eine Saule, die aus einem einzigen Kristall besteht, wird aus flussigem Silizium gezogen. Die daraus gefertigten Solarzellen nennt man monokristallin. Ihr Wirkungsgrad zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom erreicht 14-20 %.
Polykristalline Solarzellen:
Wird das flussige Silizium in Blocke gegossen, ergibt sich bei der Erstarrung die typische Eisblumenstruktur aus einer Vielzahl von einzelnen Kristallen. Die daraus hergestellten Zellen werden als polykristallin bezeichnet. Ihr Wirkungsgrad betragt 13-17 %.
Dünnschichtsolarzellen:
- Wafer
- Modul
In den letzten Jahren werden verstarkt Dunnschichtsolarmodule entwickelt, die eine kostengunstige Option zur Nutzung der Sonnenenergie darstellen, da sie extrem wenig Halbleitermaterial benotigen und in Zukunft in hochautomatisierten Produktionsanlagen in grosen Mengen hergestellt werden konnen.
Hierbei werden die photoaktiven Halbleiter als dunne Schichten auf Glasscheiben aufgebracht, dort direkt zu Modulen verschaltet und mit einer zweiten Glasplatte hermetisch versiegelt. Am weitesten verbreitet sind die amorphen Siliziumzellen, die in Taschenrechnern und anderen Kleingeraten Anwendung finden. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 4-10 %. Mit neuen Materialien, wie beispielsweise CdT (Cadmium-Tellurid) und CIS (Kupfer-Indium-Diselenid), wurden Dunnschichtsolarmodule mit hoherem Wirkungsgrad (8-12 %) entwickelt.
Die genannten Wirkungsgrade werden unter Standardtestbedingungen bestimmt, d.h. bei einer Globalstrahlung von 1.000 VV/m 2 bei 25 °C Modultemperatur sowie einem Spektrum des Sonnenlichtes entsprechend Air Mass 1,5. Im praktischen Betrieb andern sie sich leicht, das beispielsweise der Wirkungsgrad der Solarzellen bei steigender Temperatur etwas sinkt.