Wie funktionieren eigentlich Photovoltaikanlagen?

von | 28.10.2022 | 0 Kommentare

Als Photovoltaikanlage wird grundlegend ein System bezeichnet, welches mithilfe des Sonnenlichts Strom erzeugt. Diese Anlagen finden sich sowohl für die kommerzielle Stromerzeugung und werden von verschiedenen Stromanbietern betreiben, als auch für den privaten Gebrauch.

Letztere Photovoltaikanlagen ermöglichen es einem Eigentümer, für sein Gebäude eigenen Strom zu erzeugen und somit eine Unabhängigkeit von teuren Energielieferungen zu erreichen. In diesem Artikel möchte ich Ihnen in einfachen Worten die Funktionsweise einer Photovoltaikanlage erläutern.

Die Photovoltaikanlage besteht aus mehreren Komponenten

Eine moderne Photovoltaikanlage setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:
• Solarzellen oder Solarmodule
• Unterbau für die Module
• Wechselstromrichter
• Einspeisezähler bzw. Eigenverbrauchszähler
• Stromspeicher (optional)
• Verkabelungen
Wie genau diese einzelnen Komponenten arbeiten und für welchen Zweck sie dienen, erläutere ich Ihnen in den nachfolgenden Abschnitten

Modelhaus mit Solarmodulen und Taschenrechner

Die Solarzellen oder Solarmodule

Die Solarzellen sind dafür zuständig, das Sonnenlicht aufzunehmen und in Strom umzuwandeln. Da eine Solarzelle nur eine geringe Menge Strom erzeugen kann, werden mehrere Zellen zu großflächigen Solarmodulen zusammenfügt. Diese Solarmodule werden auf dem Dach eines Gebäudes montiert. Die einzelnen Solarzellen bestehen aus zwei Siliziumschichten, die gezielt unterschiedlich mit Fremdatomen verunreinigt sind. Man spricht hierbei von einer Dotierung, die mit Bor, Arsen oder Phosphor erreicht wird. Sobald Licht auf die Solarzellen einfällt, fließt an der Grenze dieser beiden Schichten ein Gleichstrom, der abgenommen und zum Wechselstromrichter geleitet wird.

Der Wechselstromrichter wandelt den Gleichstrom um

Der Wechselstromrichter hat die Aufgabe, den durch die Solarmodule gewonnen Gleichstrom in verwertbaren Wechselstrom umzuwandeln. Hierbei ist es ungemein wichtig, dass der Wechselstromrichter eine hohe Qualität aufweist und moderne Technik nutzt, denn von dieser Komponente hängt die Effektivität einer jeden Photovoltaikanlage ab. Sobald der Wechselstromrichter den Strom umgewandelt hat, kann dieser wahlweise im Eigenheim genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Wichtig ist jedoch, dass der Wechselstromrichter auf die Größe der Solarmodule abgestimmt wird.

Einspeisezähler und Eigenverbrauchszähler

Der vom Wechselstromrichter erzeugte Wechselstrom wird in erster Linie im eigenen Haushalt verbraucht. Sofern ein Stromüberschuss besteht, lässt sich der Solarstrom automatisch in das öffentliche Stromnetz einspeisen. In beiden Fällen wird ein Stromzähler benötigt, der Einspeisezähler und Eigenverbrauchszähler. Hierdurch kann der Netzbetreiber ablesen, wie viel Strom selbst verbraucht und welche Menge in das öffentliche Netz eingespeist wurde. Für die Einspeisung erhält der Betreiber der Anlage übrigens eine Einspeisevergütung.

Ein eigener Stromspeicher ist optional

Da Photovoltaikanlagen nur am Tag Strom produzieren können, installieren viele Betreiber dieser Anlagen einem Stromspeicher, um auch am Abend noch eigenen Strom nutzen zu können und den Stromzukauf so klein wie möglich zu halten. In diesem Stromspeicher wird der Solarstrom zwischengespeichert, bis er selbst genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Vereinfacht gesagt handelt es sich hierbei um eine große Batterie, die am Tag von der Photovoltaikanlage aufgeladen wird und dabei hilft, die Zeit zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang zu überbrücken.

Sonstige Komponenten einer Photovoltaikanlage

Für jede Photovoltaikanlage wird natürlich auch eine Verkabelung benötigt, mit deren Hilfe sich die einzelnen Komponenten der Anlage verbinden lassen. Zudem müssen die Solarmodule auf dem Dach durch einen Unterbau fachgerecht montiert werden. Die Montage und Installation einer Photovoltaikanlage sollte grundsätzlich von einem erfahrenen Fachmann durchgeführt werden.

Was kostet eine Photovoltaikanlage?

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage lassen sich natürlich nicht pauschal angeben. Der Richtwert sagt aktuell aus, dass sich die Kosten auf etwa 1.200 bis 1.800 € zuzüglich MwSt. pro Kilowatt Leistung der Solaranlage belaufen. Das Tolle an einer derartigen Anlage ist der Umstand, dass sich die Kosten für das Photovoltaiksystem nach einigen Jahren amortisieren. Somit ist jede Solaranlage als eine langfristige Investition anzusehen.

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