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Photovoltaikanlage zur Solarstromgewinnung

Mit einer Photovoltaikanlage können Hausbesitzer umweltfreundlichen Strom erzeugen und werden in gewisser Weise unabhängig von den schwankenden Preisen der Stromanbieter. Für die Umwandlung von Licht in nutzbare elektrische Energie sind einzelne Komponenten verantwortlich. Wir zeigen Ihnen auf dieser Seite den Aufbau sowie die Montage von Solarstromanlagen.

Technischer Aufbau und Bestandteile einer Photovoltaikanlage

Aufbau einer Photovoltaikanlage

Eine Photovoltaikanlage unterscheidet sich in der technischen Zusammensetzung von einer solarthermischen Anlage, da das Grundprinzip der Energiegewinnung anders funktioniert. Im Wesentlichen enthält eine Solarstromanlage die folgenden Komponenten:

  • Solarzellen, zusammengeschlossen zu Solarmodulen
  • Montagesystem
  • Wechselrichter
  • Stromkabel
  • Stromzähler
  • ggf. Akkumulator
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Die Solarzellen sind für die Umwandlung des Sonnenlichts in elektrische Energie zuständig. Sie bestehen aus einem Halbleitermaterial, das unter Sonnenlicht elektrisch leitfähig wird. Größtenteils wird Silizium als ein solches Halbleitermaterial verwendet, gleichwohl unterscheidet man zwischen drei grundlegenden Typen von Solarzellen. Die Solarzellen sind in eine transparente Kunststoffschicht eingebracht und werden von einer stabilen Glasscheibe abgeschirmt. Der Rahmen des Solarmoduls ist entweder aus Aluminium oder Edelstahl gefertigt. Die Rückseite des Moduls ist mit einer robusten Kunststoffverbundfolie versehen und sollte genügend Raum für eine Hinterlüftung haben, um Überhitzung zu vermeiden. Der Großteil der Bestandteile eines Solarpaneels kann recycelt werden. Der Wechselrichter transformiert den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom, damit dieser für den Haushalt nutzbar gemacht wird und in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. Mit einem Akku kann der produzierte Strom gespeichert werden, allerdings ist diese Methode kostspielig und die Speichermedien haben eine sehr geringe Kapazität. Zusätzlich zu dem normalen Bezugsstromzähler ist bei einer Photovoltaikanlage ein Einspeise- und ein Ertragszähler notwendig, damit die Differenz aus dem eingespeisten und verbrauchten Solarstrom ermitteln werden kann. Vom Anteil des selbst verbrauchten Stroms hängt die Höhe der Einspeisevergütung ab, die mit einer 30 %-Grenze festgesetzt wurde. Ein Blitz- bzw. Überspannungsschutz ist freiwillig und wird in der Regel in der Photovoltaikversicherung konkretisiert.

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Montage und Installation einer Photovoltaikanlage

Es gibt verschiedene Optionen Photovoltaikanlagen zu montieren. Am gängigsten sind Aufdachanlagen, bei denen die Solarmodule lediglich auf der Dachbedeckung befestigt werden. Um die Photovoltaikanlage zu montieren, werden zunächst die Halterungen befestigt und anschließend die Solarzellen miteinander und mit dem Gestell verbunden. Eine ästhetische Lösung ist der dachintegrierte Solaranlagenbau. Bei dieser Variante werden die Solarpaneele in die Dachabdeckung integriert, sodass die Photovoltaikanlage nahezu unsichtbar erscheint.Der Anlagenbetreiber spart hierbei zusätzlich die Kosten für Dachziegel. Da die Hinterlüftung der Module fehlt, fällt der Wirkungsgrad bei dachintegrierten Anlagen geringer aus. Das Vordach stellt ebenfalls eine geeignete Fläche für Photovoltaikanlagen dar. Eventuell muss in diesem Fall eine Aufständerung montiert werden, wie es bei Flachdächern oder Freilandanlagen der Fall ist. Der ideale Neigungswinkel für Photovoltaikmodule beträgt etwa 25° bis 40°. Freilandanlagen stehen oftmals auf Flächen, die anderweitig nicht mehr genutzt werden können. Der Solaranlagenbau kann zwar in Eigenregie durchgeführt werden, allerdings haftet der Hersteller bei Fehlern nicht für die Anlage. Die Installation der Kabel mit dem Hauptschalter sowie mit dem Wechselrichter kann der Besitzer selbst bewerkstelligen, jedoch sollte der Anschluss an das Stromnetz von einem Elektriker erfolgen. Im Falle einer Netzeinspeisung ist ein Inbetriebnahme Protokoll vom Elektriker erforderlich, das als Versicherung für den Netzbetreiber fungiert.

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