Modulleistung
Die Gleichspannung eines Moduls wird in Volt angegeben und mit DC abgekürzt. Sie ermittelt sich aus der Anzahl und der Verschaltung der Solarzellen in einem Solarmodul. Aus diesen Werten ermittelt sich auch die Stromstärke, die in Ampere (A) angegeben wird. Werden Stromstärke und Spannung multipliziert, ergibt sich die Modulleistung. Diese wird in den Datenblättern der PV-Module unter Standardbedingungen in Watt oder Kilowatt angegeben.
Verschaltung
Die Module können parallel oder in Reihe verschaltet werden. Die parallele Verschaltung erhöht die Stromstärke, die Reihenschaltung die Spannung. Entsteht die Gleichspannung im Modul durch auftreffendes Sonnenlicht, wird die elektrische Spannung mittels Metallkontakten abgegriffen und an den Wechselrichter über die Verkabelung weitergeleitet.
Solarmodule
Der Aufbau eines Solarmoduls besteht aus mehreren Solarzellen. Die Solarzellen haften auf einem Trägermaterial und sind auf der Vorderseite sowie auf der Rückseite durch eine Schicht vor Feuchtigkeit geschützt. Hier kommen zum Beispiel wetterfeste Kunststofffolien zum Einsatz, bei denen die obere Schicht eine gute Lichtdurchlässigkeit aufweisen sollte. Die Vorderseite der Solarzelle (die Fläche, die zur Sonne zeigt) ist durch eine Glasscheibe vor Witterungsverhältnissen geschützt. Ein Solarmodul ist in einen stabilen Rahmen (aus Aluminium oder Edelstahl) gefasst und an der Glasscheibe abgedichtet. Dieser Rahmen dient dem sicheren Halt und erleichtert den Transport und die Montage der Solaranlage.
Umwandlung von DC in AC
Um Elektrogeräte zu betreiben wird Wechselstrom benötigt und kein Gleichstrom. Der Wechselrichter muss den erzeugten und gelieferten Strom also aufnehmen und in Wechselstrom umwandeln.
Der so erzeugte Wechselstrom kann nun
- gegen Zahlung der Einspeisevergütung ins öffentliche Netz eingespeist werden,
- für den Betrieb der persönlichen Elektrogeräte genutzt werden,
- in den hauseigenen Batteriespeicher geleitet werden.
Auch eine Kombination aus allen drei Varianten ist denkbar und sinnvoll, da die Einspeisevergütung nur noch sehr gering ist, während die Strompreise steigen. Bei der Kombination wird der erzeugte Solarstrom zunächst für die Nutzung der eigenen Elektrogeräte verwendet, Überschüsse werden in den Batteriespeicher geleitet. Erst wenn dessen Kapazität erschöpft ist, wird der Strom ins öffentliche Netz eingespeist.
Der Generatoranschlusskasten
Der Generatoranschlusskasten sorgt für die Zusammenschaltung der Solarmodule. In ihm finden sich ebenfalls die Sicherungen für die Strings. Er sorgt dafür, dass die Solarmodule in ihrer Gesamtheit zusammenarbeiten und es nicht zum kompletten Stromausfall kommt, wenn ein Solarmodul nicht mehr richtig arbeitet.
Verkabelung
Entscheidend für eine funktionstüchtige Photovoltaikanlage ist außerdem die Verkabelung. Sie lässt sich nochmals in zwei Unterarten untergliedern
- Verkabelung für den Gleichstrom
- Verkabelung für den Wechselstrom
Im ersten Fall geht es um die Verkabelung von den Modulen hin zum Wechselrichter.
Die Verkabelung für den Wechselstrom erfolgt vom Wechselrichter bis zum Einspeisepunkt ins öffentliche Netz bzw. in den Batteriespeicher.
Die Querschnitte der Verkabelung sind abhängig von der Leistung der Solarmodule, des Wechselrichters und der Kabellänge.
Der Wechselrichter
Eines der Kernstücke jeder PV-Anlage ist zudem der Wechselrichter. Seine Aufgabe ist es, den mittels der Solarmodule erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Der Gleichstrom selbst kann nämlich im Haushalt nicht genutzt werden. Der Wechselrichter bestimmt übrigens auch den Wirkungsgrad der gesamten Anlage mit.
Der Stromzähler
Dieser sorgt bei netzgekoppelten Anlagen für die korrekte Ermittlung des ins öffentliche Netz eingespeisten Stroms.
Deshalb spricht man hier auch oft vom Einspeisezähler.
Ein weiterer Stromzähler misst den erzeugten Strom. Sinnvoll ist dies beim Eigenverbrauch, so dass eine Kontrolle des Verhältnisses zwischen erzeugtem, selbst verbrauchtem und eingespeistem Strom möglich wird.
