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Photovoltaik und Solarthermie in Deutschland

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Solartechnik

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Entwicklung 2019

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Photovoltaikanlage

Zusammenfassung:    

Ein Tracker (engl. fur Aufspurer oder Sucher) ist eine Art Mikroprozessor, der die Strom- und Spannungswerte der Solarzelle misst und sie so anpasst, dass sie immer am Optimum arbeitet. Da die Sonne nicht 24 Stunden lang scheint oder es auch bewolkte und regnerische Tage gibt, kann die Solaranlage also dementsprechend keinen Strom erzeugen. In einer grosseren Form, also als Pumpspeicherkraftwerke, werden sie bereits vom Bund genutzt, um teilweise die deutsche Bevolkerung mit erneuerbaren Energien zu versorgen.

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Photovoltaik und Solarthermie in Deutschland
Bildquelle: https://freshideen.com/wp-content/uploads/2014/11/solaranlage-und-photovoltaik-sonnenaufgang.jpg    

Ein Parkscheinautomat, betrieben durch Photovoltaik Da eine einzige Solarzelle nur wenig Sonnenenergie in Strom wandelt, besteht ein Solarmodul aus mehreren Zellen, die Seite an Seite angebracht werden. Mehrere Solarmodule ergeben wiederum einen Solargenerator. Um das Solarmodul und die empfindlichen Solarzellen der Anlagen vor ausseren Einflussen zu schutzen, liegt ein Spezialglas auf der Oberflache. Dieses ist lichtempfindlich und lasst die Sonnenenergie ohne Probleme durch. Zusatzlich ist ein Wechselrichter fur die Photovoltaikanlage notwendig. Der Wechselrichter ist eines der wichtigsten Bestandteile in der Solaranlage. Er wandelt den produzierten Gleichstrom in Wechselstrom. Die Photovoltaikanlage erzeugt ausschliesslich Gleichstrom. Dieser Strom fliesst lediglich in eine Richtung und bleibt von seiner Starke immer gleich. Wechselstrom dagegen andert sich regelmassig. Der Strom, der aus der Steckdose eines normalen Privathaushaltes kommt, ist Wechselstrom. Aus diesem Grund muss der Gleichstrom aus der Photovoltaikanlage umgewandelt werden. Diese Aufgabe ubernimmt der Wechselrichter. Eine Photovoltaikanlage, die den Strom in das offentliche Stromversorgungsnetz einspeist, wird netzgekoppelte Solaranlage genannt. Hiervon werden vier Wechselrichterarten unterschieden: String-Wechselrichter Multistring-Wechselrichter Modul-Wechselrichter Zentral-Wechselrichter Der String-Wechselrichter nutzt mehrere Strange (engl. strings) fur Module, die zu einem Wechselrichter fuhren. Der Multistring-Wechselrichter besitzt zwei oder drei MPP-Tracker, wahrend das einfache Gerat uber nur einen Tracker verfugt. Bei dieser Bauart schliessen Solarteure (so die korrekte Berufsbezeichnung fur eine Fachkraft fur Solartechnik) mehrere Strange an einen Wechselrichter. Soll jeder String einen eigenen Wechselrichter besitzen, ist der String-Wechselrichter fur Photovoltaikanlagen zu empfehlen. Ein MPP ist ein Akronym fur die englische Bezeichnung Maximum Power Point. Er ist also der bestmogliche Betriebspunkt. Der MPP zeigt denjenigen Punkt einer Solarzelle an, an dem die maximale Leistung (Strom und Spannung) von Photovoltaikanlagen entnommen werden kann. Ein Tracker (engl. fur Aufspurer oder Sucher) ist eine Art Mikroprozessor, der die Strom- und Spannungswerte der Solarzelle misst und sie so anpasst, dass sie immer am Optimum arbeitet. Soll jedes Solarmodul einen eigenen Wechselrichter besitzen, ist der Modul-Wechselrichter das richtige Produkt fur Ihre Solaranlage. Der Zentral-Wechselrichter ist dagegen nur fur grosse, oftmals industrielle, Anlagen gedacht. Grosse Freiflachenanlagen verfugen uber einen Zentral-Wechselrichter, um solar Energie zu produzieren. Dieser bietet jedoch einen Nachteil: Fallt der Wechselrichter aus, kann kein Strom mehr umgewandelt werden. Aus diesem Grund gehen viele Photovoltaik-Besitzer auf mehrere kleine Wechselrichter uber. Zusatzlich zu den Solarzellen und -modulen sowie dem Wechselrichter ist an die Verkabelung der Photovoltaikanlage zu denken. Ein Einspeisezahler oder Eigenverbrauchszahler werden ausserdem noch benotigt. Je nachdem, ob die Photovoltaik-Technik fur den Eigenverbrauch gekauft wurde, fallt noch ein Solarstromspeicher an. Dieser wird auch fur die Solarthermie-Technik benotigt. Solarstrom speichern Photovoltaik produziert, genau wie Windkraft, Okostrom Aufgrund einiger Forderprogramme des Bundes war es vor einigen Jahren ein sehr kostengunstiges Vorhaben, eine Photovoltaikanlage zu installieren. Die Einspeisung in das offentliche Stromnetz rentierte sich mehr, als den aus Solarenergie produzierten Strom selbst zu verbrauchen. Nun haben sich aber einige Richtlinien und Forderungen geandert, weshalb der Photovoltaik-Eigenverbrauch immer mehr in den Vordergrund ruckt. Die Einspeisung wird nicht mehr so hoch vergutet, so verbrauchen die Photovoltaik-Besitzer den Strom nun selbst. Doch warum sollten Sie Solarstrom speichern? Photovoltaik (abgekurzt auch PV) nutzt die Sonnenenergie. Da die Sonne nicht 24 Stunden lang scheint oder es auch bewolkte und regnerische Tage gibt, kann die Solaranlage also dementsprechend keinen Strom erzeugen. Aus diesem Grund gibt es seit einiger Zeit Stromspeicher. In einer grosseren Form, also als Pumpspeicherkraftwerke, werden sie bereits vom Bund genutzt, um teilweise die deutsche Bevolkerung mit erneuerbaren Energien zu versorgen. Wer Solarstrom speichern mochte, sollte sich vorher fragen, ob er eher den Eigenverbrauch mit Photovoltaik nutzen mochte oder den Strom der Anlagen einspeist. Dabei stehen also zwei Fragen im Raum: Eigenverbrauch und Autarkie von den hiesigen Stromanbietern? Hohe Wirtschaftlichkeit der Solaranlage und Geld erzielen? Diese Fragen stellen sich nicht bei der Solarthermie. Hier wird die Warmwasserbereitung fur das eigene Haus genutzt. Haben Sie sich entschieden, Solarstrom zu speichern, haben Sie im nachsten Schritt die Wahl zwischen Blei- und Lithium-Akkus fur die Anlage. Der Lithium-Ionen- und der Lithium-Eisen-Phosphat-Akku sind zwar vergleichsweise teuer in der Anschaffung, aber dafur langlebiger. So konnen die Akkus bis zu zwanzig Jahre und langer bestehen. Zum Vergleich: Blei-Saure- oder Blei-Gel-Akkus haben eine Lebensdauer von etwa funf bis zehn Jahren. Wirkungsgrad der Photovoltaik-Technik Ein wichtiger Aspekt beim Kauf von Anlage, die solar betrieben werden, ist der Wirkungsgrad von Photovoltaik. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle zeigt an, wie viel Sonnenenergie in Solarstrom umgewandelt wird. Diese Zahl ist die wichtigste Einheit bei einer Solaranlage. Die Art der Photovoltaikanlage ist u.a. ausschlaggebend fur die Erhohung der Zahl. Der Typ der Solarzelle ist zudem noch wichtig. Wahrend monokristalline Zellen einen Wirkungsgrad von 20 Prozent erreichen, schafft es amorphes Silizium auf nur etwa 8 Prozent. Der Wirkungsgrad bei Photovoltaik-Technik kann auch von Wechselrichtern angezeigt werden. Dabei ist es wichtig, sich an dem Europaischen Wirkungsgrad anstatt dem maximalen Grad zu orientieren. Der Wirkungsgrad von einem Wechselrichter entscheidet, ob die gesamte Solaranlage wirtschaftlich ist und den grosstmoglichen Ertrag bringt. Die fur die Photovoltaik-Technik anfallenden Kosten sind unterschiedlich, da es auch darauf ankommt, fur welches System sich der Hausbesitzer entscheidet. Auch die Wahl des Stromspeichers und des Wechselrichters beeinflusst den Preis enorm. Im Internet finden sich einige Rechner, die die fur Photovoltaik anfallenden Kosten ausrechnen. Diese sind jedoch sehr ungenau und treffen nicht auf individuelle Grundstuck zu. Eher sind sie als Entscheidungshilfe und grobe Richtung zu sehen. Ein Solarteur kann Sie in der Regel besser beraten. Weitere Tipps zu Kosten und Co. erhalten Sie auf dem Internetportal zur Sonnenenergie SolarServer. Photovoltaik: Forderung und Einspeisevergutung Eine Solaranlage in Deutschland wird gefordert Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) trat im Marz zweitausend in Kraft. Es regelt grundsatzlich zwei Dinge: Die Einspeisung von Strom aus regenerativen Energien wird bevorzugt in das offentliche Stromnetz eingespeist. Die Erzeuger von Solarstrom und Co. erhalten eine Einspeisevergutung. Die Photovoltaik-Einspeisevergutung richtet explizit an Solaranlagen-Besitzer, die den damit produzierten Strom in das offentliche Netz einbringen. Hierfur bekommen Sie eine Vergutung ausgezahlt. Der Staat verpflichtet sich, diese Forderung fur die Photovoltaik-Technik zwanzig Jahre nach Inbetriebnahme der Anlage zu fordern. Die Photovoltaik-Einspeisevergutung gilt ubrigens fur volle Jahre. Sollten Sie also beispielsweise die Solaranlage im Juni errichten, gilt die Photovoltaik-Forderung fur zwanzig Jahre und sieben Monate. Fur Solarthermie-Anlagen sind die Forderbedingungen unterschiedlich. Mehr dazu lesen Sie weiter unten im Text. Die Forderung fur die Photovoltaik-Technik hangt massgeblich von folgenden Punkten ab: Aufstellort der Solaranlage Zeitpunkt der Inbetriebnahme Grosse der Anlage Hohe des Verbrauchs fur das private Stromnetz Solarthermie: thermische Solaranlage fur Warmwasser Solaranlagen werden grob in Fotovoltaik und thermische Solaranlagen unterschieden. Eine thermische Solaranlage generiert aus Sonnenenergie Solarwarme zur Trinkwassererwarmung oder zur Heizungsunterstutzung. Dieses Verfahren wird auch Solarthermie in der Solartechnik genannt. Mit diesem Verfahren konnen Sie Heizkosten sparen. Die Hauptbestandteile dieser Solaranlage, also um solar Warmwasser zu produzieren sind: eine Warmetragerflussigkeit, ein Speicher, eine Komplettstation, ein Heizkessel und Sonnenkollektoren. Die thermische Solaranlage verfugt uber Solarkollektoren, die das Gegenstuck zu den Solarzellen von Photovoltaikanlagen bilden. Uber sie wird die Sonnenenergie in Warme umgewandelt. Diese gelangt durch einen Rohrenkreislauf in einen Speicher. Eine Solarpumpe halt den Kreislauf in Bewegung.

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