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Photovoltaik-Solaranlagen (PV) sind recht einfach und benötigen nur wenige Komponenten, um zu funktionieren. Es gibt jedoch zusätzliche Komponenten, die hinzugefügt werden können, um Ihre PV-Anlagen zu optimieren und die Sicherheit und Kosteneffizienz Ihres Projekts zu gewährleisten. Schauen wir uns die einzelnen Komponenten an und wo sie im Installationsprozess eingesetzt werden.
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Um die Energieerzeugung in Gang zu bringen, benötigen Sie Solarmodule, die in der Solarindustrie auch als Solarmodule oder PV-Module bezeichnet werden. Solarmodule funktionieren, indem sie es Photonen oder Lichtteilchen ermöglichen, Elektronen aus Atomen herauszuschlagen und so einen Stromfluss zu erzeugen. Um mehr darüber zu erfahren, wie Strom erzeugt wird, sehen Sie sich dieses Video von TED-Ed an, das diesen Prozess in Aktion zeigt.
Solarmodule bestehen aus 6 Teilen: Silizium-Solarzellen, einem Metallrahmen, einer Glasscheibe, einem 12-V-Standardkabel und einem Buskabel. Jedes Teil hilft bei einem bestimmten Prozess der Solarenergieerzeugung. Wenn Sie einen genaueren Blick auf jedes Teil werfen möchten, lesen Sie diesen Artikel von EnergySage.
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Gestell- und Montagesysteme tun genau das, was der Name schon sagt. Diese Geräte werden auf den Dächern eines Gebäudes oder auf dem Boden installiert. Die Solarmodule werden dann mit dem Gestell- und Montagesystem verbunden, um sicherzustellen, dass die Solarmodule nicht durch Wetterbedingungen wie Wind oder Schnee verrutschen.
Es gibt verschiedene Arten von Regalen und Montagesystemen für unterschiedliche Dachtypen. Egal, ob Sie ein Flachdach, Schindeln oder sogar gewölbte Ziegel haben, es gibt ein passendes Montagesystem für Sie. Es gibt auch Typen, die für reine Geschwindigkeit oder für besonders starken Wind ausgelegt sind. Wenn Sie mehr über die verschiedenen Arten von Montagesystemen erfahren möchten und wissen wollen, welches für Sie am besten geeignet ist, lesen Sie diesen Artikel von Solar Power World.
Wechselrichter sind eine Schlüsselkomponente einer PV-Solaranlage. Sie wandeln Gleichstrom (DC), also die von den Solarmodulen erzeugte Elektrizität, in Wechselstrom (AC) um, also die Art von Elektrizität, die für die Stromversorgung Ihres Hauses oder Gebäudes verwendet wird (mehr über diesen Prozess erfahren Sie in unserem früheren Blog). Es gibt zwei Arten von Wechselrichtern: String-Wechselrichter und Mikro-Wechselrichter.
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String-Wechselrichter verbinden eine Reihe von Solarmodulen, die auch als String bezeichnet werden, mit einem zentralen Wechselrichter. Die meisten PV-Anlagen für Privathaushalte enthalten einen Wechselrichter, während gewerbliche Projekte und Projekte im Versorgungsbereich je nach Größe des Gebäudes oder des Grundstücks einen oder mehrere Wechselrichter enthalten können. Drähte und Schaltkreise, die sowohl mit den Solarmodulen als auch mit dem Wechselrichter verbunden sind, übertragen den von den Solarmodulen erzeugten Strom an den Wechselrichter, der ihn von Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.
String-Wechselrichter sind die bei weitem am häufigsten verwendete Form der Energieumwandlung bei Solarprojekten auf der ganzen Welt.
Mikro-Wechselrichter werden direkt auf der Rückseite jedes Solarmoduls installiert und wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um. Dieser neu umgewandelte Wechselstrom wird über Drähte und Schaltkreise zu Ihrem Haus oder Gebäude geleitet.
MLPE (Module Level Power Electronics) sind Geräte, die an Solarmodule angeschlossen werden, um Funktionen zu ermöglichen, die mehrere Aspekte der Solarinstallation verbessern können, darunter Leistung, Sicherheit, Sichtbarkeit und mehr. Die wichtigsten Funktionen, die MLPE ermöglicht, sind:
- Optimierung - MLPE kann die Leistung einer Solaranlage erhöhen, indem es die Auswirkungen von Abschattung und Fehlanpassung auf die Leistung minimiert. Bei Reihen von Solarmodulen kann ein verschattetes (oder beschädigtes, verschmutztes usw.) Modul die Leistung aller Module der Reihe beeinträchtigen. Optimierer minimieren die negativen Auswirkungen auf den gesamten String.
- Überwachung - MLPE ermöglicht die Sichtbarkeit der wichtigsten Leistungskennzahlen auf Modulebene, so dass Endbenutzer und Installateure Probleme aus der Ferne erkennen und diagnostizieren können
- Sicherheit - MLPE erfüllt eine wichtige Sicherheitsanforderung des National Electrical Code (NEC), indem es die Spannung des Arrays bei Bedarf auf Modulebene reduziert. Diese Anforderung - in der Regel als Rapid Shutdown bezeichnet - wurde für die Sicherheit von Ersthelfern eingeführt und ist derzeit in mehreren Ländern, darunter auch in den USA, aktiv.
Tigo hat Millionen von MLPEs in mehr als 100 verschiedenen Ländern im Einsatz und ermöglicht es Solareigentümern und -installateuren, die Merkmale und Funktionen auszuwählen, die für ihren Standort am besten geeignet sind. Um die Tigo TS4 Flex MLPE-Produktpalette zu sehen, schauen Sie sich unsere Produkte hier an.
Solarbatterien sind ein optionaler Bestandteil einer PV-Solaranlage. Batterien werden aus einer Vielzahl von Gründen verwendet, die im Allgemeinen in 2 Kategorien fallen:
- Notstromversorgung: Batterien ermöglichen es, den gesamten oder einen Teil des Strombedarfs Ihres Hauses zu decken, falls die Stromversorgung ausfällt.
- Einsparungen bei der Energierechnung: Batterien können Energie speichern, wenn sie billiger ist, und entladen, wenn sie teurer ist, um Einsparungen für die Kunden zu ermöglichen. Die Einsparungen können sich aus Tarifen für die Nutzungszeit, Gebühren für die Nachfrage, Zahlungen für die Reaktion auf die Nachfrage und mehr ergeben.
Bei Solarbatterien handelt es sich in der Regel um Deep-Cycle-Batterien, da sie lange, häufige und tiefe Lade-/Entladezyklen verkraften können. Dadurch können sie Strom für eine spätere Verwendung speichern und ähnlich wie ein Notstromaggregat für eine begrenzte Energiemenge verwendet werden.
Batterien gibt es in einer Vielzahl von Größen, Chemietypen und Formen. Bei Tigo haben wir uns für eine modulare Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie entschieden, weil sie sehr stabil ist, eine lange Lebensdauer hat und sich in der Größe an die individuellen Anforderungen des Hausbesitzers anpassen lässt.
Der automatische Transferschalter (ATS) ist eine weitere optionale Komponente einer PV-Solaranlage und wird benötigt, wenn die PV-Solaranlage eine Solarbatterie enthält. Das ATS ist ein selbsttätiges Gerät, das die kontinuierliche Lieferung von elektrischer Energie gewährleistet. Die Technologie im ATS überwacht ständig die elektrischen Parameter der primären (Netz) und der alternativen Stromquellen (Solarbatterie). Wenn das ATS feststellt, dass kein Strom in den Sicherungskasten des Gebäudes fließt, schaltet es den Lastkreis automatisch auf die alternative Stromquelle um, sofern diese verfügbar ist.
Es gibt viele Formen der Solarüberwachung, und für viele Standorte ist die Überwachung der Wechselrichterebene das absolute Minimum. Bei der Überwachungslösung handelt es sich in der Regel um eine App oder eine Website, die einen detaillierten Einblick in die Leistung der PV-Solaranlage bietet. Zu den üblichen Funktionen gehören die Diagnose von Leistungsproblemen oder die Anzeige von Leistungsdaten in Echtzeit.
Wie im obigen Abschnitt über MLPE beschrieben, kann mit MLPE die Sichtbarkeit der Leistungsmerkmale auf Modulebene ermöglicht werden. Darüber hinaus können Batterien, Energiezähler und vieles mehr an das Überwachungssystem angeschlossen werden, um von jedem beliebigen Ort mit einer Internetverbindung einen vollständigen Überblick über die Systemebene zu erhalten.
Um ein Beispiel für eine Überwachungslösung auf Modulebene zu sehen, können Sie das Überwachungssystem Tigo Energy Intelligence in Aktion sehen. Klicken Sie hier für die Echtzeit-Demo von Tigo.
Die wichtigsten Bausteine für das Funktionieren einer PV-Anlage für Privathaushalte sind Solarmodule, Gestell- und Montagesysteme, ein Wechselrichter und die Verkabelung, um alle Komponenten miteinander zu verbinden. Bei den anderen Komponenten handelt es sich um optionale Teile, die zur Optimierung und Überwachung der Leistung beitragen und Ihnen zusätzliche Zufriedenheit und Sicherheit bieten.
Jetzt, da Sie die einzelnen Solarkomponenten kennen, sind Sie der Entscheidung, ob Solaranlagen das Richtige für Sie sind, einen Schritt näher gekommen. Möchten Sie mehr über Solaranlagen erfahren? Beteiligen Sie sich an Diskussionen über Solaranlagen oder stellen Sie Fragen zu Solaranlagen, indem Sie unsere Tigo-Community-Seite besuchen. Um einen Kommentar zu diesem Blog zu hinterlassen, klicken Sie hier. Folgen Sie uns in den sozialen Medien, um benachrichtigt zu werden, wenn ein neuer Blog veröffentlicht wird. Wir veröffentlichen jede Woche!
TED-Ed: Wie funktionieren Solarzellen? https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp#watch
EnergySage: Bestandteile eines Solarmoduls https://news.energysage.com/what-are-solar-panels-made-of-list-of-solar-pv-materials/
Solar Power World: Leitfaden für Gestell- und Montagesysteme https://www.solarpowerworldonline.com/2017/02/different-types-solar-mounting-systems-roofs/
Tigo Energy: MLPE https://www.tigoenergy.com/ts4
Tigo Energy: Demo des Überwachungssystems https://ei.tigoenergy.com/p/9jSvEb1tOkhl/system/overview
Über die Zeitachse der Solarenergie: https: //www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf
Daten zur U.S.-Solarkapazität: https: //www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states
Umweltvorteile der Solarenergie: https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Durch%20Q2%202020%2C%20die%20U.S.,Tonnen%20von%20Kohlenstoff%20dioxid%20Emissionen
Daten zur weltweiten Solarkapazität: https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/
