Wechselrichter, Module und co. - die Bestandteile von PV Anlagen

Es ist kaum zu glauben, aber mit nur vier Komponenten können PV Anlagen Strom produzieren und Ihren Haushalt versorgen. Welche Komponenten das sind, was es zu beachten gibt und was Albert Einstein mit dem Ganzen zu tun hat, erfahren Sie in diesem Artikel. 

Welche PV Komponenten gibt es?

Eine PV Anlage besteht aus folgenden Komponenten:

• Solarmodule
• Wechselrichter
• Schaltung, Leitung und Sicherung
• Halterung/Gestell/Unterkonstruktion

Natürlich gibt es auch Anlagen mit Speichern, in diesem Fall kommt der verwendete Speicher noch als weitere Komponente hinzu.

Wie funktionieren Solarzellen?

Die Solarzellen sind wohl die wichtigste Komponente der PV Anlage, denn sie sind für die Stromerzeugung verantwortlich. Grund dafür, ist der sogenannte Photoelektrische Effekt. Er besagt, dass durch die Energie von Licht (bestehend aus Photonen) Elektronen aus ihrem Verbund gelöst werden. In einer Solarzelle gibt es verschiedene Ladungsverteilungen, so gibt es eine Schicht mit Elektronenmangel und eine Schicht mit Elektronenüberfluss. Wenn nun Elektronen aus ihrem Verbund gelöst werden, kommt es innerhalb der Zelle zu einer Wanderbewegung. Sich bewegende Elektronen erzeugen elektrische Spannung - und somit entsteht der Elektrische Strom in der Solarzelle.

Poly- oder Monokristallin?

Die allermeisten Solarzellen bestehen aus Silizium. Hier kann zudem zwischen Monokristallinen und Polykristallinen Solarzellen unterschieden werden. Monokristalline Zellen sind in der Herstellung teurer, erreichen dafür aber einen höheren Wirkungsgrad mit circa 20%. Polykristalline Siliziumzellen sind günstiger in der Herstellung, erreichen jedoch nur Wirkungsgrade um die 16%.

Die obere Grafik wurde aus einer Studie des BMK entnommen und zeigt den Anteil der jeweiligen Technologien der Module an der Gesamtmenge an verbauten PV Anlagen. Es ist klar erkennbar, dass seit 2020 hauptsächlich Monokristalline Module eingesetzt werden.

Die Solarmodule

Keine Anlage ohne diese PV Komponenten! In den Modulen werden mehrere Solarzellen miteinander verschaltet, meistens parallel. Üblicherweise sind die Module folgendermaßen aufgebaut:

• Frontglas (oder Folie)
• Folie
• Solarzelle
• Folie
• Rückglas (oder Folie)

Die Schichten sind miteinander laminiert.

Verschattung von Modulen

In der Regel werden die Module in Reihe zueinander geschaltet - das hat den Hintergrund, dass die Leistungsverluste bei einer Parallelschaltung steigen. Sind die Module jedoch stark verschattet, sollte trotzdem eine Parallelschaltung in Betracht gezogen werden: Sind die Module in Reihe geschaltet, so zieht bereits ein einziges verschattetes Modul die Leistung des gesamten Strangs herunter. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung einer Bypass Diode, diese leitet den Stromfluss um, so hat das verschattete Modul zwar weniger Leistung, beeinträchtigt aber nicht die anderen Module.

Der Wechselrichter

Nun kann mit den Modulen Strom erzeugt werden - aber wie kann dieser im Haus nutzbar gemacht werden? Solarzellen erzeugen Gleichstrom, unser Stromnetz ist jedoch auf Wechselstrom ausgelegt. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Strom in Wechselstrom um, damit dieser genutzt und eingespeist werden kann. Heutzutage haben Wechselrichter einen Wirkungsgrad von 95%.

Die Umwandlung des Stromes ist die wichtigste Funktion des Wechselrichters, jedoch übernehmen Wechselrichter heutzutage oftmals Zusatzfunktionen. Die PV Anlage hängt nämlich am österreichischen Stromnetz und der Wechselrichter kann zusätzlich die Netzüberwachung und die Anlagenregelung übernehmen. So kann er die PV Anlage vom Netz kappen, wenn beispielsweise eine Störung auftritt. Zusätzlich zeichnet er wichtige Parameter wie den Ertrag der Anlage auf. Einige Wechselrichter sind auch Notstromfähig.

Unterkonstruktion und Halterung

Es gibt verschiedene Arten von Dächern: Flachdächer, geneigte Dächer, Gründächer, Ziegeldächer und viele mehr. Dementsprechend gibt es auch viele Unterkonstruktionen und Halterungen für die Anlage. Die passende Konstruktion wird je nach Projekt ausgearbeitet. Auch für Freiflächen gibt es verschiedene Systeme, wie die Anlagen verankert werden können.

Optional: Speicher

Ein Speicher ist kein Muss, aber besonders Projekte mit kleinere Anlagen, die einen möglichst hohen Eigennutzungsgrad erzielen möchten, setzen auf Speicher. Der große Vorteil: zu Mittag wird meist mehr Strom produziert als verbraucht wird, der Speicher bietet die Möglichkeit auch diesen Überschuss zu weniger sonnigen Zeiten zu nutzen. Dafür muss man allerdings auch mit höheren Investitionskosten rechnen.

Als Faustregel kann man 1 kWh Speicherleistung pro kWp annehmen. Bei den Kosten bewegt man sich circa bei 1000 Euro pro kWh - beides ist jedoch vom Einzelfall abhängig. Wenden Sie sich gerne an uns für eine Erstberatung.

Für weitere Informationen rund um das Thema PV Speicher haben wir für Sie ein Speicherlexikon zusammengestellt.

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Verwende Quellen:

PV Austria

E-Genius 

Stand: Juni 2023