Aufbau und Funktion einer Photovoltaikanlage: Alles, was Sie wissen müssen

Die Nutzung von Solarenergie ist eine der effizientesten und nachhaltigsten Möglichkeiten, um saubere Energie zu gewinnen. Photovoltaikanlagen spielen dabei eine Schlüsselrolle. Doch wie funktioniert eine solche Anlage und wie ist sie aufgebaut? In diesem Beitrag erklären wir Ihnen alles Wissenswerte über den Aufbau und die Funktionsweise einer Photovoltaikanlage.

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Was ist eine Photovoltaikanlage?

Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Dieser Prozess basiert auf dem photoelektrischen Effekt, bei dem Sonnenstrahlen auf Halbleitermaterialien wie Silizium treffen und Elektronen freisetzen, die Strom erzeugen. Die erzeugte Energie kann entweder sofort genutzt, gespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

1. Solarmodule (Aufdach)
2. Solarmodule anstelle Ziegel (Indach)
3. Steuerung Smart Energy
4. Wechselrichter
5. Sicherungskasten / Tableau
6. Boiler für Warmwasser
7. Batteriespeicher
8. E-Ladestation
9. Wärmepumpe

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Aufbau einer Photovoltaikanlage

Eine Photovoltaikanlage besteht aus mehreren zentralen Komponenten, die nahtlos zusammenarbeiten:

• Solarmodule
  • Aufgabe: Die Solarmodule fangen das Sonnenlicht ein und wandeln es in Gleichstrom (DC) um.
  • ‍Material: Sie bestehen aus einer Vielzahl von Solarzellen, meist aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium.
  • Arten der Montage: Solarmodule können auf Dächern (Aufdach oder Indach), Fassaden oder Freiflächen installiert werden.

• Wechselrichter
  • Aufgabe: Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom (AC) um, der in Haushalten und Unternehmen genutzt wird.
  • Weitere Funktionen: Moderne Wechselrichter überwachen die Anlage und optimieren deren Leistung.
• Montagesystem
  • Aufgabe: Es sorgt für die sichere Befestigung der Solarmodule. Je nach Dachtyp und -neigung werden verschiedene Montagesysteme verwendet.
• Stromspeicher (optional)
  • Aufgabe: Ein Stromspeicher, meist eine Lithium-Ionen-Batterie, speichert überschüssigen Solarstrom, der später, z. B. nachts, genutzt werden kann.
  • Vorteil: Er erhöht die Eigenverbrauchsquote und die Unabhängigkeit vom Stromnetz.
• Einspeisezähler und Anschluss ans Stromnetz
  • Aufgabe: Überschüssiger Strom kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Ein Zähler misst, wie viel Strom ins Netz abgegeben wird, um entsprechende Einspeisevergütungen zu berechnen.

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Funktion einer Photovoltaikanlage

Die Funktionsweise einer Photovoltaikanlage lässt sich in drei Hauptschritte unterteilen:

• Erzeugung von Strom durch Solarmodule
  • Sonnenlicht trifft auf die Solarzellen, die Photonen (Lichtteilchen) freisetzen.
  • Diese Photonen aktivieren Elektronen im Halbleitermaterial der Zelle, wodurch ein elektrischer Strom entsteht.
• Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom
  • Der Wechselrichter übernimmt die Umwandlung des erzeugten Gleichstroms in Wechselstrom.
  • Wechselstrom ist notwendig, um elektrische Geräte im Haushalt zu betreiben.
• Nutzung und Speicherung des Stroms
  • Der erzeugte Strom wird entweder direkt im Haushalt genutzt, in einem Stromspeicher gespeichert oder ins öffentliche Netz eingespeist.
  • Mit einem Energiemanagementsystem kann der Stromverbrauch optimiert werden, indem energieintensive Geräte wie ein Warmwasserboiler oder ein Elektroauto während der höchsten Sonnenstunden betrieben werden.

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Arten von Photovoltaikanlagen

Je nach Anwendungsbereich und Bedürfnissen gibt es verschiedene Typen von Photovoltaikanlagen:

• Aufdach-Anlagen: Die Solarmodule werden auf einem bestehenden Dach montiert. Diese Methode ist kostengünstig und flexibel.
• Indach-Anlagen: Die Module werden in die Dachstruktur integriert und ersetzen Dachziegel. Dies bietet eine ästhetische Optik, ist aber teurer.
• Freiflächen-Anlagen: Solarmodule werden auf ungenutzten Freiflächen installiert, meist für Grossprojekte.
• Fassaden-Anlagen: Module werden an der Gebäudefassade angebracht, um ungenutzte Flächen für die Stromerzeugung zu nutzen.

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Vorteile einer Photovoltaikanlage

• Umweltfreundlichkeit: Solarenergie erzeugt keinen CO₂-Ausstoss und trägt aktiv zum Klimaschutz bei.
• Kosteneinsparungen: Mit Solarstrom können Stromkosten langfristig gesenkt werden.
• Unabhängigkeit: Ein hoher Eigenverbrauch macht Sie unabhängiger von steigenden Strompreisen.
• Wertsteigerung der Immobilie: Eine Photovoltaikanlage erhöht den Wert Ihrer Immobilie.
• Staatliche Förderung: Förderprogramme machen die Investition finanziell attraktiv.

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Tipps für eine optimale Nutzung

• Anlagenplanung: Eine sorgfältige Dimensionierung der Anlage basierend auf Ihrem Stromverbrauch maximiert den Eigenverbrauch.
• Wartung: Regelmässige Reinigung und Inspektion der Solarmodule stellen die maximale Leistung sicher.
• Speicherlösungen: Ein Stromspeicher erhöht die Unabhängigkeit und verbessert die Rentabilität.

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Eine Photovoltaikanlage ist eine nachhaltige und zukunftssichere Investition in erneuerbare Energien. Mit einer durchdachten Planung und den richtigen Komponenten können Sie Ihren Eigenverbrauch optimieren, Kosten sparen und einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.

Wenn Sie mehr über den Aufbau und die Funktion einer Photovoltaikanlage erfahren möchten oder eine Beratung wünschen, stehen wir von energy unlimited Ihnen gerne zur Seite.

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