PV-Anlage einfach erklärt:

PV-Anlage einfach erklärt:

1 – Solarpanele

2 – Unterkonstruktion

3 – Solarkabel

4 – Sicherheitselektronik

5 – Hausanschlusskasten

6 – Zählerschrank

7 – Anschluss Wallbox

8 – Wechselrichter

9 – Speicher

Solarpanel

Ein Solarpanel oder Photovoltaikmodul (kurz PV Modul) wandelt das Licht der Sonne direkt in elektrischen Gleichstrom um. Dieser erzeugte Gleichstrom wird anschließend weitergeleitet und von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Aufbau eines Solarpanels

Den wichtigsten Teil des Solarpanels bilden die Solarzellen. Ein PV Modul setzt sich in der Regel aus einer starren Anordnung von 60 oder 72 quadratischen Solarzellen zusammen. Die einzelnen Zellen bestehen aus kristallinen Strukturen, die auf Silizium basieren.

Unter den Solarzellen liegt eine schützende Folie und diese sind gemeinsam auf einem Aluminiumrahmen montiert. Zum Schluss wird die Oberseite des Solarpanels noch mit einer Glasplatte abgedeckt. Diese schützt die Solarzellen vor der Witterung und lässt gleichzeitig genug Licht durch.

Unterkonstruktion für die Module

Die Befestigungen bei Solarpanelen richtet sich nach der Montagevariante. Entweder auf ein schräges Dach montiert oder auf ein Flachdach.

Photovoltaik Halterungen sind aus rostfreiem Material wie Edelstahl oder Aluminium hergestellt und extrem belastbar, da sie dem Druck durch Schnee und Sturm standhalten müssen. Unser Hersteller projektiert jede Flachdachunterkonstruktion individuell für das jeweilige Dach. Diese Vorgehensweise beansprucht einen Zeitrahmen von max. 4 – 7 Wochen.

Unterkonstruktion Flachdach

Kabel und Stecker

Da Gleichstrom mit hoher Leistung fließt, werden hochwertige Solarkabel und spezielle Solarstecker benötigt. Diese sorgen für den nötigen Schutz und eine lange und störungsfreie Nutzung Ihrer Anlage.

Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom muss über ein Photovoltaik Kabel zum Wechselrichter geleitet werden, wo dieser anschließend in Wechselstrom umgewandelt wird. Da bei der Photovoltaiktechnik Gleichstrom mit hoher Leistung fließt, ist es absolut notwendig, dass hochwertige Solarkabel und spezielle Solarstecker zum Einsatz kommen.

Wichtig ist daher, nur speziell geprüfte Solarkabel und sicher einrastende Solarstecker passend zu den Modul-Steckverbindern zu verwenden. Muss man ein Photovoltaik Kabel außen verlegen, ist es außerdem absolut notwendig, dass auf eine geschützte Verlegung in Kabelkanälen oder Rohren geachtet wird. Außerdem ist bei der Dachdurchdringung und im Innenbereich eine getrennte Verlegung der Plus- und Minusleitungen vorzunehmen.

Solarkabel

Solarkabel müssen zweifach isoliert und besonders witterungsbeständig sein. Durch spezielle Herstellungsmethoden erhalten sie erhöhte Wärmedruckbeständigkeit und Zugfestigkeit, Sicherheit im Kurzschlussfall und Chemikalienbeständigkeit.

Darüber hinaus sollten sie unschmelzbar sein, Lötkolbenfestigkeit, hohe Schlagzähigkeit und Rissbeständigkeit haben und mit hoher Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit punkten. Daraus ergibt sich eine hohe Alterungsbeständigkeit, damit Sie Ihre Photovoltaikanlage lange störungsfrei nutzen können.

Solarstecker

Aktuell gibt es viele verschiedene Photovoltaik-Steckersysteme. Im Wesentlichen hat sich aber ein Standard – MC4 oder Tyco – durchgesetzt.

Ähnlich wie bei den Kabeln müssen Stecker wasserdicht, witterungsbeständig, flammhemmend und temperaturstabil sein. Die schnelle Montage mit wenigen Werkzeugen erleichtert die Arbeit und ein geringer elektrischer Widerstand erhöht die Leistung der Anlage.

Sicherheitselektronik und Smarter Stromzähler

Von den Solarmodulen am Dach bis zum Wechselrichter fließt Gleichstrom mit sehr hoher Leistung. Dieser kann nicht  mit den harmlosen Gleichspannungen von handelsüblichen Batterien verglichen werden, weshalb äußerste Vorsicht geboten ist.

Nachdem unser gesamtes Stromversorgungsnetz auf Wechselstrom ausgerichtet ist, werden auch viele Elektriker kaum mit Gleichstrom konfrontiert, sondern sind es gewohnt routiniert mit Wechselstrom umzugehen. Umso wichtiger ist es, einen Elektriker für die Installation Ihrer PV-Anlage heranzuziehen, der Experte im Umgang mit Photovoltaik ist, um die Sicherheit Ihres Heimes zu gewährleisten.

Sicherheit beim Strom vom Dach

Aufgrund der hohen Spannung kann bei Unterbrechung einer stromführenden Gleichspannungsleitung ein Lichtbogen entstehen. Der Strom „fließt“ also über die Luft weiter.

Was durch einen Lichtbogen im Dachstuhl eines Hauses geschehen kann, brauchen wir Ihnen wohl nicht im Detail ausmalen.

Umso wichtiger, dass bei der Montage fachgerecht vorgegangen, das richtige Material eingesetzt und sorgfältig gearbeitet wird.

Darüber hinaus müssen alle Normen und Vorschriften eingehalten werden. Schließlich geht es hier nicht nur um die Funktionalität der Anlage, sondern um Gefahr für Leib und Leben.

Diese Sicherheit umfasst die richtigen Dimensionierung aller Komponenten, die Qualität und die sichere Verlegung der Solarkabel, den Einsatz von Trennschaltern, Feuerwehrschaltern und Überspannungsschutzkomponenten.

Smarter Stromzähler

Ein smarter Stromzähler misst nicht nur Ihren Verbrauch, sondern auch wie viel Strom Sie in das Netz Ihres Energieversorgers einspeisen. Den Strom den Sie in das öffentliche Netz einspeisen, bekommen sie nämlich vergütet.

Hausanschlusskasten

Der Hausanschlusskasten (HAK, nicht zu verwechseln mit Hauptanschlusskasten für Telefon) ist ein vom Verteilnetzbetreiber (VNB) geforderter Kasten, mit dem ein Haus an das öffentliche Stromnetzangeschlossen ist und der sich in größeren Gebäuden im Hausanschlussraum befindet. Er ist die Übergabestelle vom Verteilungsnetz des VNB zur Verbraucheranlage. Vom Hausanschlusskasten führt eine Leitung zur Hauptverteilung, die unter anderem einen oder mehrere Stromzähler enthält. Zwischen Hausanschlusskasten und Hauptverteilung können auch spezielle Geräte eingebaut sein, zum Beispiel Leistungsschalter und Überspannungsschutzgeräte (Blitzstromableiter Klasse B/1/I).

Zählerschrank

Ein Zählerschrank bildet das Zentrum der Elektroinstallation in jedem Haus. In ihm befinden sich geeichte Strom-Messgeräte, die vor äußeren Störeinflüssen (Verschmutzung, Feuchtigkeit, Erschütterung etc.) geschützt werden müssen. Um dies einheitlich zu gewährleisten, müssen Zählerschränke den NormenDIN 43870-1 Zählerplätze; Maße auf Basis eines Rastersystems und VDE 0603 Installationsverteiler und Zählerplätze AC 400 V entsprechen und über ein VDE-Siegel verfügen.

Zählerschränke enthalten heute nicht mehr nur den Hausstromzähler. Da die Elektrotechnik im Laufe der Jahre immer komplexer geworden ist, finden in ihnen auch Verteiler- und Zählerplatzsysteme ihren Platz. In einen Zählerschrank werden auch Leistungs- und Fehlerstromschutzschalter, Messwandler und Beleuchtungstransformationen integriert.

Wallbox – Was ist eine Wallbox?

Eine Wallbox ist typischerweise eine kompakte, leichte Wechselstrom-Ladestation (AC-Ladestation), die Elektroautos mit Strom versorgt. Sie macht das Laden von Elektroautos für viele Menschen zugänglicher, komfortabler und günstiger.

Wallboxen kommen meistens im privaten oder im halböffentlichen Raum zum Einsatz, also beispielsweise in Einfamilien- und Mehrfamilienhäusern oder bei Unternehmen.

Üblicherweise hängt eine Wallbox an der Wand. Sie lässt sich beispielsweise aber auch an einem Standfuß montieren.

Wechselrichter

Der Wechselrichter wandelt den von den Solarpanelen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Der Wechselstrom kann anschließend ins Haus eingespeist und genutzt werden.

Der Photovoltaik Wechselrichter (auch Solar Wechselrichter genannt) ist sozusagen das Herzstück einer Photovoltaik Anlage. Dieser sorgt dafür, dass der von den Solarpanelen erzeugte Gleichstrom in den benötigten Wechselstrom umgewandelt wird und somit in das Hausnetz eingespeist werden kann.

Informiert man sich über Wechselrichter, stößt man außerdem oft auf die Abkürzungen AC und DC. AC steht hierbei für Wechselstrom und DC für Gleichstrom. Bei einem DC/AC-Wandler handelt es sich also um einen Wechselrichter, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.

Ein Photovoltaik Wechselrichter kann anhand von 3 Merkmalen unterschieden werden. Diese sind das Vorhandensein eines Transformators, die Anzahl der Stränge und die Anzahl der Phasen.

Stromspeicher

Der Vorteil von Photovoltaik-Anlagen mit Speicher

Der Einsatz eines optimal auf die Photovoltaikanlage abgestimmten Batteriespeichers kann den Eigenverbrauch – also die Menge des selbstgenutzten selbst produzierten Stroms drastisch erhöhen. Das ist natürlich wünschenswert, denn die Einspeisung überschüssigen Solarstroms in das Energienetz der Anbieter bringt weit weniger Geld, als der zugekaufte Strom kostet.

Zudem laufen viele Verbraucherprofile dem Produktionszyklus entgegen. Konkret: Viele Familien verbrauchen den meisten Strom am Morgen und am Abend, also dann, wenn die PV-Anlage wenig oder gar keinen Solarstrom produziert. Zur Mittagszeit, wenn hingegen die Stromerzeugung auf Hochtouren läuft, brauchen viele Familien kaum etwas, weil niemand zu Hause ist.

Genau hier kann ein Speichersystem ausgleichend wirken und den ungenutzten Strom für den späteren Verbrauch aufbewahren. So wird der Überschuss also nicht günstig verkauft, um später wieder vom Anbieter teuer zukaufen zu müssen, sondern die Eigenproduktion effizienter genutzt.

Ob sich das im Einzelfall rechnet, ist von vielen Faktoren abhängig: Solar-Anlagen-Größe, Preis des Speichers und Förderungs-Möglichkeiten sowie Verbrauchsprofil. Fakt ist, dass der Speichermarkt stark in Bewegung ist, immer mehr Anbieter auf den Markt drängen und die Preise stetig sinken.

Batteriesysteme bestehen in der Regel aus Batteriemodulen, die wiederum aus einzelnen in Reihe und/oder parallel geschalteten Batteriezellen bestehen. Dazu kommen Gehäuse, Batterie-Managementsystem und Schutzeinrichtungen.
Wichtige Kenngrößen für einen Batteriespeicher sind die Nettokapazität in Kilowattstunden (kWh) und die maximale Lade- bzw. Entladeleistung in Kilowatt (kW).

Je mehr sich das Stromverbrauchsprofil vom Erzeugungsprofil der Photovoltaik-Anlage unterscheidet, desto mehr kann ein Stromspeicher dazu beitragen, Ihren Eigenverbrauch zu erhöhen und Ihnen damit helfen, weniger Strom zukaufen zu müssen. Zusatznutzen wie Notstromversorgung bis hin zur unterbrechungsfreien Stromversorgung können ein weiterer Anreiz für die Investition in einen Photovoltaik Speicher sein.