Lohnt sich Photovoltaik?

Photovoltaik ist womöglich die sauberste und die am leichtesten realisierbare Form der Nutzung von erneuerbaren Energien. Die Technologieentwicklung schreitet stetig voran, alles wird kleiner, kompakter und effektiver. Je ausgereifter die Technologie, desto günstiger wird sie im Anschaffungspreis. Die Photovoltaik – Branche ist hier keine Ausnahme. Und obwohl sich viele eine Solaranlage am Dach leisten können, vorausgesetzt man hat ein Haus, kommt häufig das Argument: „Photovoltaik Module seien zu teuer“. Wenn man jedoch die derzeitige Gesetzeslage zur Förderung von „Technologien zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen“ in Betracht zieht und die Tatsache, dass sich die Kosten für die Anlage langfristig amortisieren, so muss man sagen, dass sich die Investition auf jeden Fall lohnt.

Wie funktioniert Photovoltaik?

Einfach gesagt ist Photovoltaik ein Prozess der Umwandlung von Solarenergie in Solar Strom. Ein Photovoltaik Modul besteht aus einer positiv-geladenen, auch p-Slayer genannt, und einer negativ-geladenen Siliziumschicht (n-Slayer) die aneinander angelagert sind und sich unter einer dünnen Glasabdeckung befinden. Zwischen den beiden Schichten sind Metallkontakte platziert, hier kann die elektrische Spannung abgegriffen werden. Nun ist das so, dass Elektronen fest in ihren Bahnen um einen Atomkern kreisen. Treffen die ersten Sonnenstrahlen (Photonen) auf den n-Slayer, werden die Elektronen aus ihren Leitbahnen gestoßen. Die in Bewegung gesetzten negativen Ladungsträger wandern schließlich in Richtung p-n Übergang (Grenzbereich zwischen den Schichten), wo sie auf positive Ladungsträger treffen, sich aber aufgrund der Schichtung mit ihnen nicht vereinen können. Auf diese Weise entsteht elektrische Spannung und wo Spannung ist kann auch Strom fließen.
Um genauer zu sein Gleichstrom, der erst in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Diese Aufgabe übernimmt der Wechselrichter. Ein geringer Teil der Leistung geht jedoch verloren, deshalb sollten auf den Wirkungsgrad des Wechselrichters geachtet werden, er sollte ungefähr bei mindestens 90% liegen, besser noch ab 95%, was immerhin um einiges höher ist als bei früheren Modellen.
Das gute an Photovoltaik Modulen ist, dass sie nur sehr wenig bis gar keiner Wartung bedürfen, einmal installiert hält die Anlage gut 40 Jahre.

Wie nutze ich den Solar Strom für meinen Haushalt?

Die Gas- und Ölreserven schwinden und die Rufe nach alternativen Energien werden lauter.
Natürlich gewonnene Energie aus Luft, Wasser und Sonne sind nicht nur umweltfreundlich, sie sind auch, was viele übersehen und was nicht minder wichtig ist, leise. Denn Lärmverschmutzung ist genauso ein umweltbelastender Faktor wie Luft – und Wasserverschmutzung.
Ein weitere Grund also, sich den erneuerbaren Energien, wie Photovoltaik zu zuwenden. Solar Strom ist jedoch nur eine Nutzungsmöglichkeiten des Solarenergie. Darüber hinaus gibt es Möglichkeiten wie solar Heizung, erhitzen von Wasser, Zentralheizung usw. Ein mit Photovoltaik sinnvoll und ausreichend ausgestattetes Haus kann leicht zwischen 75% und 100% des Bedarfs an Solar Strom decken. Und wenn sie eine ganz große Solaranlage haben, die genug Solar Strom produziert und zusätzlich Überschuss liefert, können sie den überschüssigen Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen und dafür von ihren lokalen Netzbetreiber über 40 Cent pro Kilowattstunde kassieren.

Bestandteile von Photovoltaik Modulen?

Was sind die Hauptbestandteile eines Photovoltaik Moduls. Ein typisches System besteht aus 4 Teilen:

Solaranlage bestehend aus mehreren Photovoltaik Modulen

Solaranlage ist ein Verbund aus mehreren Photovoltaik Modulen. Die wiederum setzen sich aus einzelnen Solar – Zellen zusammen. Die Anlage muss im richtigen Winkel zur Sonne ausgerichtet werden (30%-40%). Grundsätzlich ist eine Montage überall dort möglich, wo die Sonne hin scheint, die meisten Besitzer installieren ihre Anlage direkt auf dem Dach, was durchaus sinnvoll ist, da nicht unnötig Grundstückfläche verbraucht wird und die Lichtausbeute am größten ist.
Die Photovoltaik Anlage generiert 12V Spannung.

Solarregler bzw. Laderegler

Solarregler, ein Steuerungsgerät, der die Lademenge reguliert und den Ladevorgang des Akkus überwacht. Der Akkumulator sollte somit nicht über – aber auch nicht unterladen werden.

Akku

Speicherung des Solar Strom. Wird an die Solaranlage angeschlossen.

Wechselrichter

Die Spannung in der Batterie liegt in 12V Gleichspannung vor, und eignet sich in dieser Form nur für wenige Gerätschaften. Die meisten Haushaltsgeräte benötigen 230V Wechselspannung. Um den vorhandenen Solar Strom umzuwandeln werden Wechselrichter eingesetzt.

Obwohl das die „Kernstücke“ einer guten Photovoltaik Solaranlage sind, benötigen sie für eine voll funktionierende Anlage noch zusätzliche Komponenten wie Rohre, Schläuche, Kabel usw.

Solar Strom

Mit Hilfe von Phovoltaik Modulen hat man die Möglichkeit das Sonnenlicht, welches „tagtäglich“ auf unsere Dächer scheint, in Solar Strom umzuwandeln. Auf diese Weise lässt sich genug Solar Strom produzieren um einen kleinen Haushalt zu versorgen. Falls die generierte Menge für den täglichen Bedarf nicht ausreicht, hat man immer noch den konventionellen Strom, der nun seltener Verwendung findet. Der Verbund aus Solar Strom und öffentlichem Stromnetz sorgt für wesentlich geringere Kosten. Ist ihre Solaranlage groß genug, so können sie ihren privaten Bedarf hundert prozentig mit eigenem Strom decken.

Fenster und Vorhänge

Viele Leute nehmen fälschlicherweise an, dass sie bei sich auf dem Dach eine riesige Solaranlage installieren müssen um in Folge von der Sonnenkraft profitieren zu können. Doch es gibt einen einfachen Trick wie man auf einfache Art und Weise die Sonne nutzen kann.
Scheint draussen die Sonne und Lichtstrahlen fallen in ihr Zimmer, so öffnen sie einfach die Vorhänge :-). Das einfallende Licht wird auf eine natürliche Art ihr Zimmer wärmen. Sobald die Sonne weiterzieht, ziehen sie ihre Vorhänge wieder zu um die Wärme zu erhalten. Klingt zwar selbstverständlich und ein wenig abgedroschen doch auf diese Weise können sie zusätzlich Heizungskosten sparen.

Solar Heizung

Während die einen Module Solar Strom generieren, erzeugen andere Wärme, die dann zum Erwärmen von Wasser und Räumen dient.
Der Gebrauch von Solarkollektoren hat zu Folge, dass die mit Wärmeflüssigkeit gefüllten Rohre, die unterhalb des Modul verlaufen, erhitzt werden. Die erwärmte Flüssigkeit zirkuliert dann innerhalb eines Wassertanks (Speicher) in den Wärmerträgern, die die Wärmeenergie an das Wasser im Tank weiterleiten. Das Wasser kann schließlich wie normales Brauchwasser benutzt werden

Heizen sie ihren Swimming Pool falls sie einen haben

Diese Art der Solarnutzung ist vor allem bei den US-Amerikanern verbreitet, die einen Swimming Pool ihr Eigen nennen dürfen. Eines der Beschwerden der Poolbesitzer sind die zu hohen Kosten für die Wasserwarmhaltung des Pools. Die Lösung ist ein sogenannter „Solar Blanket“. Sie werden einfach auf dem Wassekörper abgelegt um zum einen die Sonnenstrahlen einzufangen und das Wasser zu erwärmen und zum anderen die Wärme nicht entweichen zu lassen.

Außen- und Gartenbeleuchtung

Es gibt verschiedene Außen – oder Gartenbeleuchtungen, die ausschließlich mit Solarenergie betrieben werden. Üblicherweise sind sie mit schwachem Glühlampen ausgestattet, die wenig Strom benötigen und zudem völlig ausreichend sind um z.B den Treppenabsatz im Dunklen zu erkennen. Die Solarzellen konvertieren die Solarenergie in Strom und speichern diesen in Batterien, die zu Einsatz kommen sobald die Sonne untergegangen ist

Diese 5 Möglichkeiten der Nutzung von Solarenergie können nicht nur Kosten für Strom und Heizung signifikant senken, sondern auch dazu beitragen die schädlichen Einflüsse von Gas, Kohle und Öl auf die Umwelt zu reduzieren.

Raumheizung, bei der die Wärmeenergie der Sonnenstrahlen genutzt wird. Man unterscheidet zwei Vorgehensweisen: Passive solar Heizung und aktive solar Heizung. Die erzeugte Wärme des Solarkollektors kann für das Brauchwasser und zur Heizung der Räume verwendet werden. Falls die gewonnene Energie unmittelbar keine Verwendung findet, kann sie in einem Pufferspeicher gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder genutzt werden.

Solar Heizung – Anlagen bestehen aus einem Solarkollektor, einem Wärmespeicher (am besten gemeinsam mit der Heizungsanlage), einer Pumpengruppe, einer Steuerregelung und einem geschlossenem Rohrkreis. Das Herzstück einer solar Heizung ist der Solarkollektor. Die Kollektoren der solar Heizung absorbieren die Solarenergie. Im Pufferspeicher, der an Wasserleitungen angeschlossen ist, sind Wärmetauscher untergebracht. Einer davon wird von der erhitzten Wärmeträgerflüssigkeit des Sonnenkollektors durchströmt und erwärmt auf diese Weise das Brauchwasser. Hier bildet sich eine natürliche Temperaturschichtung: Das warme Wasser mit einer geringeren Dichte steigt auf, da es leichter ist als das kalte Wasser, welches unten bleibt. Der zweiter Wärmetauscher ist an den konventionellen Heizkessel angeschlossen, der, wenn die Sonnenstrahlen im Winter zu schwach sind und der Solarkollektor zu wenig Wärme gibt, das Brauchwasser zusätzlich aufheizt. Eine Steuerungsanlage regelt den Kreislauf zwischen Kollektor und Speicher sowie den Speicher und Heizkörpern.

Dank dieser Funktionsweise der solar Heizung lässt sich jede Heizung mit Solarnenergie kombinieren. Eine normale Heizung verschwendet im Sommer Energie: Für wenig mehr als ein paar heiße Duschen läuft der Kessel einfach durch. Mit einer Solaranlage bleibt er dagegen im Sommer aus. Im Winter übernimmt der Heizkessel eine unterstützende Funktion und heizt nur nach, was die Anlage nicht aus „eigener Kaft“ schafft . So oder so spart eine vierköpfige Familie circa zu 450 l Heizöl im Jahr!

Die Technik ist inzwischen gut ausgereift, so dass bei richtigen Einstellung das Zusammenspiel zwischen Sonnenkollektoren und Heizkessel harmonisch funktioniert. Eine möglichst kurze Verrohrung sorgt für eine noch höhere Effizienz. Der Durchmesser der Rohrleitungen sollte hierbei so klein wie möglich sein und sich an der Fläche der Solarkollektoren richten.

]]> http://www.solarstrom-pv.net/2009/12/12/mit-solar-heizung-kosten-sparen/feed/ 0 http://www.solarstrom-pv.net/2009/12/11/was-ist-ein-sonnenkollektor/ http://www.solarstrom-pv.net/2009/12/11/was-ist-ein-sonnenkollektor/#comments Fri, 11 Dec 2009 18:49:21 +0000 hitbit http://www.solarstrom-pv.net/?p=56 Der Solarkollektor

Es gibt zwei Bauarten von Solarkollektoren: Den Flachkollektor und Röhrenkollektor. Wichtigstes Bauteil des Solarkollektors ist der sogenannte Absorber. Die einfallenden Sonnenstrahlen werden von ihm in Wärme umgewandelt. Die Aufgabe ist, so viel Sonnenlicht wie möglich aufzunehmen und gleichzeitig möglichst wenig Wärme abzustrahlen. Um dem am Besten gerecht zu werden, werden sie selektiv beschichtet.

Die Absorber erreichen im Normalfall eine höhere Temperatur als die Umgebungluft, das heißt sie würden die Wärmeenergie unnötig nach außen abgeben. Um dem entgegen zu wirken haben die Absorber eine selektive Beschichtung aus Aluminium oder Kupfer um die Wärmeenergie besser an das Wärmeträgermedium überführen zu können.

Neben dem Absorber gehört zu jedem guten Flach-Solarkollektor ein stabiles Gehäuse und gute Wärmedämmung. Ein gutes Solarsicherheitsglas lässt viel Solarenergie in den Kollektor hinein ohne jedoch viel Wärme abzugeben (treibhauseffekt).
Zudem verhindert das Solarglas, dass die kältere Außenluft dem Absorber Wärme entzieht.

Gemeinsam mit einem Gehäuse bildet es einen sicheren Schutz gegen widrige Wetterverhältnisse wie Regen, Schnee oder Hagel. Typische Gehäusematerialien sind Aluminium und verzinktes Stahlblech. Die gedämmten Außenwände und Rückseite des Absorbers vermindert ebenfalls Energieverluste. Als Dämmmaterialien werden Polyurethan-Schaum und Mineralwolle bevorzugt.

Flachkollektoren zeichnen sich durch ein günstiges Preis-Leistungsverhältnis aus und sind bei der Montage flexibler und einfacher zu handhaben. Sonnenkollektoren dieser Bauart können auf einem Schrägdach montiert werden, wer einen Falchdach-Haus hat kann ebenfalls unbesorgt zu einem Flach – Solarkollektor greifen. Im letzten Fall muss er mit Hilfe eines speziellen Ständers in Position gebracht werden.

Funktion eines Solarkollektors

Ein Sonnenkollektor nimmt die Solarenergie auf und wandelt diese, anders als ein Photovoltaik-Anlage, in Wärme um. Er ist mit einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte versehen, unter der eine schwarze Absorberfläche die Strahlungsenergie aufnimmt und sie in Wärmeenergie umwandelt. Unter der Absorberfläche fließt Wasser durch ein Rohrsystem und nimmt Wärme auf. Durch eine Wärmedämmplatte auf seiner Unterseite wird der Kollektor gegen Wärmeverluste geschützt. Die Rohre sind mit einem Wasserspeicher verbunden. Das darin fließende Wasser wird erhitzt.

Verschiedene Technologien nutzen die unvorstellbaren Energiekapazitäten der Sonne, um genauer zu sein deren Energiestrahlen, die auf die Erdoberfläche auftreffen. Sie werden auf unterschiedlichste Art genutzt um aus Sonnenlicht Solar Strom (Photovoltaik) oder Wärme (Solarthermie) zu gewinnen.

Solarenergie stellt eine effektive und umweltschonende Möglichkeit dar, den Energiehunger der Welt zu stillen und der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Es kann im großen Still genutzt als wohl auch für private Bedürfnisse eingesetzt werden. Darüber hinaus hat es viele Vorteile:

• Die Solarenergie ist auf langer Sicht kostenlos
• unerschöpflich und erneuerbar
• leicht zugänglich
• sauber und nicht umweltbelastend
• vielseitig Einsetzbar
• verlässlich

Der Wirkungsgrad und die Effektivität der Solaranlage schwankt jedoch von Standort zu Standort. In sonnigen Breiten Südspaniens beispielsweise ist der Einsatz von Solaranlagen natürlich um einiges wirkungsvoller als in verregneten Schottland.
Obwohl die Nutzung der Solarenergie seit Jahrtausenden praktiziert wird, wurde das wahre Potenzial der Sonne erst in den letzten Jahrzehnten erkannt. Angefangen hat alles mit der Raumfahrt, wo die Solartechnologie noch bis heute eine wesentliche Rolle spielt. Später hielt die Technik schließlich Einzug in unsere Haushälter in Form von Kollektoren und Photovoltaik, die an den Dächern angebracht werden. Sobald die wertvolle Energie in die gewünschte Form (Solar Strom oder Wärme) umgewandelt wird, wird sie für weitere Nutzung in speziellen Behältern (Puffern und Speichern) gespeichert.

Photovoltaik bezeichnet ein Verfahren in dem die Strahlungsenergie, vornehmlich Solarenergie, direkt in Solar Strom umgewandelt wird. Der in Solarzellen erzeugte Solar Strom findet Einsatz in vielen Bereichen wie Telekommunikation, Elektronik, private Haushalte, Raumfahrt. Angefangen mit kleinen Armbanduhren bis hin zu weit verzweigten Stromnetzen können mittels Photovoltaik angetrieben und gespeist werden.

Photovoltaik findet auch zunehmend Akzeptanz unter den privaten Investoren und hat aller Voraussicht nach das Potenzial weiter zu wachsen. Laut BEE soll in Deutschland im Jahre 2020 der Anteil der erneuerbaren Energien circa 50% des Energiegesamtverbrauchs betragen und die Abhängigkeit vom Öl und Gas reduzieren
Photovoltaik bietet eine einmalige Lösung für die, die nur Energie brauchen und für diejenigen, die diese Energie umweltschonend zu Verfügung gestellt haben möchten.