Die Funktionsweise einer PV-Anlage und häufig gestellte Fragen (FAQs)
Eine Solaranlage wandelt Sonnenlicht in elektrische Energie um, indem sie Solarmodule verwendet. Eine typische Solaranlage hat folgende Funktionsweise und Komponenten:
- Solarmodule: Die Hauptkomponente einer Solaranlage sind die Solarmodule, die aus vielen Photovoltaik (PV)-Zellen bestehen. Diese Zellen bestehen aus halbleitendem Material, wie zum Beispiel Silizium, das Photonen aus Sonnenlicht einfängt.
- Absorption des Sonnenlichts: Wenn Sonnenlicht auf die Oberfläche der Solarmodule trifft, wird es von den PV-Zellen absorbiert. Die Photonen im Sonnenlicht geben dabei Energie an die Elektronen im Material der PV-Zellen ab und erzeugen so eine elektrische Spannung.
- Gleichstromerzeugung: Durch die Absorption des Sonnenlichts entsteht ein Gleichstrom (DC) in den PV-Zellen. Da die meisten Haushalte und elektrischen Geräte jedoch Wechselstrom (AC) benötigen, muss der erzeugte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden. Hier kommt ein Wechselrichter ins Spiel.
- Wechselrichter: Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann direkt in das Stromnetz des Gebäudes eingespeist oder zur Versorgung von elektrischen Geräten genutzt werden kann. Der Wechselrichter überwacht auch die Leistung der Solaranlage und optimiert sie, um den maximalen Ertrag zu erzielen.
- Überschusseinspeisung: Der nachhaltig erzeugte Sonnenstrom kann entweder direkt im Haus verbraucht -oder in einer Batterie gespeichert werden. Durch die Nutzung des erzeugten Stroms im eigenen Haus kann der Bedarf an konventionellem Strom aus dem Netz reduziert werden. Dadurch spart man nicht nur Geld, sondern leistet auch einen Beitrag zum Umweltschutz. Die Speicherung des Stroms in einer Batterie ermöglicht es, den Sonnenstrom auch dann zu nutzen, wenn die Sonne nicht scheint. Dadurch kann der Eigenverbrauch weiter gesteigert -und die Abhängigkeit vom Stromnetz verringert werden. Der überschüssige Strom wird in das elektrische Netz eingespeist und vom installierten Stromzähler erfasst.
- Batteriespeicher: Überschüssige Energie kann in einem Batteriespeicher gespeichert werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt zu verbrauchen, wenn z. B. abends keine Sonne mehr scheint. Bei den heutigen Strompreisen ist der Einsatz eines Batteriespeichers sinnvoll und wirtschaftlich. Unsere Experten erstellen Ihnen dazu kostenlos eine individuelle Berechnung. Es gibt 2 Arten von Batteriespeichern: DC- und AC-Systeme. DC-Systeme werden direkt an den Wechselrichter angeschlossen. Dieser sogenannte „Hybridwechselrichter“ leitet den erzeugten PV- Strom vom „Dach“ dann entweder zur Zwischenspeicherung ohne Umwandlung in die Batterie oder er erzeugt Wechselstrom, wenn Strom im Haus gebraucht wird. Der Einsatz eines Hybridwechselrichters ist die effizienteste Art der Energiespeicherung, da der Strom vor Einspeicherung nicht umgewandelt wird. AC-Batteriesysteme hingegen werden an die normale Stromleitung angeschlossen. Dies ermöglicht, dass AC-Batteriesysteme problemlos nachgerüstet und unabhängig vom Wechselrichter angeschlossen werden können. AC-Systeme sind aber teurer und weniger effizient, da der Solarstrom vor Speicherung zunächst von Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden muss und dann zur Speicherung in der Batterie von AC-System wieder ein Gleichstrom umgewandelt werden muss, da Batterien eben Gleichstrom speichern.
- Stromnetzanschluss: Wenn die Solaranlage mehr Strom erzeugt, als im Moment im Gebäude benötigt wird, kann der überschüssige Strom ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Dies bezeichnet man als „Überschußeinspeisung“. Bei Bedarf kann das Gebäude wiederum Strom aus dem Netz beziehen, beispielsweise nachts oder an bewölkten Tagen, wenn die Solaranlage nicht genug Strom erzeugt.
- Zähler und Netzeinspeisung: Um die Einspeisung und den Bezug von Strom aus dem Netz zu überwachen, ist in der Regel ein spezieller Zähler vorhanden. Dieser misst die produzierte Energie der Solaranlage und die bezogene Energie aus dem Netz. Für den eingespeisten Strom erhält man auf Grundlage des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) eine Einspeisevergütung. Die Höhe der Einspeisevergütung richtet sich u.a. nach dem Datum der Installation, der Größe der Photovoltaikanlage und dem Datum der Inbetriebnahme (Herstellen der Betriebsbereitschaft). Die gesetzliche Einspeisevergütung wird vom Netzbetreiber für einen Zeitraum von 20 Jahren und dem Jahr der Inbetriebnahme ausgezahlt.
- Überwachung und Wartung: Moderne Solaranlagen sind mit einem Monitoringsystem verbunden, das den Energieertrag der Anlage überwacht und mögliche Probleme oder Störungen erkennt. Regelmäßige Wartung, wie die Reinigung der Solarmodule, kann die Effizienz der Anlage erhalten.
Eine häufig gestellte Frage ist, ob eine PV-Anlage Notstrom liefern kann. Aus Sicherheitsgründen muss die PV-Anlage heruntergefahren werden, wenn das Stromnetz abgeschaltet wird. Dies dient dazu, die Sicherheit im Haus zu gewährleisten, damit, beispielsweise bei Arbeiten an elektrischen Anlagen, sichergestellt ist, dass kein Strom von der Solaranlage eingespeist wird. Es gibt jedoch Notstromlösungen, wie beispielsweise den PV-Point von Fronius, mit dem bei einer Netzunterbrechung Strom aus der PV-Anlage und der Batterie entnommen werden kann.
Eine weitere oft gestellte Frage betrifft die Größe der PV-Anlage, die auf das Dach passt. Ein modernes PV-Modul hat in etwa eine Fläche von 2 m² und eine Leistung von 410 Wp (Watt Peak). Eine kleine PV-Anlage mit einer Leistung von beispielsweise 4 kWp würde also eine Fläche von ungefähr 20 m² benötigen. Es ist wichtig zu beachten, dass nicht das gesamte Dach für die PV-Anlage genutzt werden kann, da beispielsweise Schornsteine, Dachfenster oder andere Hindernisse im Weg sein können. Eine genaue Planung und Berechnung der benötigten Fläche durch einen Fachmann ist daher ratsam.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine PV-Anlage Sonnenstrahlen in elektrische Energie umwandelt und diese entweder direkt im Haus verbraucht -oder in einer Batterie speichert. Die Leistung einer PV-Anlage hängt von verschiedenen Faktoren ab und für den Anschluss an das Stromnetz gelten bestimmte Voraussetzungen. Obwohl eine PV-Anlage nicht ohne Weiteres Notstrom liefern kann, gibt es Notstromlösungen, um den Sonnenstrom auch bei Netzunterbrechungen zu nutzen. Die Größe einer PV-Anlage richtet sich nach der verfügbaren Dachfläche und kann durch eine genaue Planung ermittelt werden.
