SolarWissen Mainz

Grundlagen der Photovoltaik

Bevor Sie in eine Solaranlage investieren, ist es hilfreich, die technischen Prinzipien zu verstehen. Photovoltaik (PV) bezeichnet die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen.

Wie funktioniert eine Solarzelle?

Das Herzstück jeder PV-Anlage ist die Solarzelle. Sie besteht meist aus Silizium, einem Halbleitermaterial. Wenn Sonnenlicht (Photonen) auf die Zelle trifft, werden Elektronen angeregt und in Bewegung versetzt. Durch die spezielle Struktur der Zelle (p-n-Übergang) entsteht so eine elektrische Gleichspannung. Werden die Kontakte geschlossen, fließt Gleichstrom (DC).

Moderne Solarmodule bestehen aus ca. 60 bis 120 solcher Zellen, die in Reihe geschaltet sind, um höhere Spannungen zu erreichen.

Die Komponenten

  • Solarmodule: Wandeln Licht in Gleichstrom.
  • Wechselrichter: Wandelt Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom (AC).
  • Montagesystem: Befestigt die Module sicher auf dem Dach.
  • Verkabelung: Spezielle Solarkabel verbinden alle Teile.
  • Zähler: Misst Produktion, Einspeisung und Bezug.
Schema einer Photovoltaikanlage

Systemtypen im Vergleich

Es gibt verschiedene Arten, wie eine Solaranlage betrieben werden kann:

  1. Netzgekoppelte Anlagen (Überschusseinspeisung): Der Standard für Privathaushalte. Der Strom wird vorrangig selbst verbraucht, Überschüsse fließen ins öffentliche Netz gegen Vergütung. Wenn die Sonne nicht scheint, beziehen Sie Strom aus dem Netz.
  2. Inselanlagen (Off-Grid): Diese Systeme haben keine Verbindung zum Stromnetz. Sie benötigen zwingend einen großen Batteriespeicher und kommen oft in Gartenhütten oder Wohnmobilen zum Einsatz.
  3. Hybrid-Systeme: Eine Kombination aus netzgekoppelter Anlage und Batteriespeicher. Dies erhöht den Eigenverbrauchsanteil signifikant und ist heute bei Neuinstallationen sehr beliebt.

Leistung und Ertrag

Die Leistung von Solaranlagen wird in Kilowatt-Peak (kWp) angegeben. Dies ist die Spitzenleistung unter genormten Testbedingungen. In der Praxis hängt der tatsächliche Ertrag von vielen Faktoren ab:

  • Standort (Globalstrahlung in Ihrer Region)
  • Ausrichtung des Daches (Süd ist ideal, Ost/West auch gut)
  • Dachneigung (30-35 Grad sind optimal)
  • Verschattung (Bäume, Schornsteine)
  • Temperatur (Hitze senkt den Wirkungsgrad leicht)

Bereit für den nächsten Schritt?

Nachdem Sie die Grundlagen kennen, erfahren Sie hier, wie Sie Ihre eigene Anlage planen.

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