Die Solaranlage: Wie es funktioniert

Solarenergie wird durch die Sonneneinstrahlung erzeugt und kann in Form von Elektrizität, Wärme oder chemischer Energie genutzt werden.

Solarenergie wird von der Sonnenstrahlung abgeleitet und kann in Form von Elektrizität, Wärme oder chemischer Energie genutzt werden.
Die Menge an Sonnenenergie, die innerhalb von drei Stunden die Erde erreicht, genügt, um den Energiebedarf der gesamten Weltbevölkerung für ein ganzes Jahr zu gewährleisten. Dennoch wird in Luxemburg weniger als 1% des Gesamtenergieverbrauchs durch Sonnen- und Windenergie gedeckt.

In Luxemburg angewandt werden thermische Solaranlagen zur Wärmeerzeugung und Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung.

 

Photovoltaik

Die Komponenten einer Photovoltaikanlage sind wie folgt:

  • Photovoltaik-Platten (einschließlich Photovoltaik-Module und Photovoltaik-Zellen)
  • Wechselrichter oder Mikrowechselrichter
  • Schaltkasten und Verbindungskabel
  • Dachbefestigungssystem
  • optional: Kommunikations- und / oder Speichersystem (Batterie)

Zum besseren Verständnis der Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen betrachten wir die Solarzellen, aus denen sich ein Photovoltaikmodul zusammensetzt, einmal genauer. Unter dem Einfluss von Sonnenlicht setzen sie Elektronen in Bewegung und erzeugen somit elektrischen Strom.

In Luxemburg werden hauptsächlich mono- und polykristalline Solarzellen in der Photovoltaik eingesetzt. Auch flexible Platten auf der Basis von Silizium oder Cadmiumtellurid können verwendet werden.

Ein Photovoltaik-Modul besteht aus Solarzellen. Eine photovoltaische Zelle kann ein bestimmtes Farbspektrum des Lichts in Elektrizität umwandeln. Die photovoltaische Zelle wird aus zwei Schichten Halbleitermaterial, normalerweise Silizium, hergestellt:

   eine positiv dotierte Schicht mit einem Werkstoff wie Bor, der weniger Elektronen als Silizium enthält,
   eine negativ dotierte Schicht, beispielsweise mit einem Stoff wie Phosphor, der mehr Elektronen als Silizium aufweist.

Wenn ein Photon (Licht) die Zelle erreicht, verursacht es eine elektrische Potentialdifferenz zwischen diesen zwei Schichten (die Elektronen setzen sich in Bewegung), also eine elektrische Spannung. Dies wird als der photovoltaische Effekt bezeichnet. Die elektrische Spannung kann über einen Wechselrichter in das Wechselstromnetz eingespeist werden.

 

 

 

 

   1. positive Elektrode (Kontakt vorne)

   2. negative Elektrode (Kontakt hinten)

   3. Silizium (Typ N)

   4. Silizium (Typ P)

   5. Grenzschicht (Übergang NP)

 

 

Die Bestandteile und Funktionsweise einer photovoltaischen Zelle

Photovoltaik galt lange Zeit als die teuerste Form der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, aber das hat sich geändert. In den letzten zehn Jahren sind die Herstellungskosten für solche Systeme um mehr als 75% gesunken. Würde man die externalisierten Kosten der fossilen Energieerzeugung (im Hinblick auf Umwelt, Klima und Gesundheit) einbeziehen, hätten Photovoltaikanlagen schon vor Jahren die preisliche Wettbewerbsfähigkeit erreicht.

In puncto Energieerzeugung durch Erneuerbare ist Photovoltaik der beste Weg für die Bürger, selbst zur Entwicklung einer nachhaltigeren Zukunft beizutragen. Da die Photovoltaikanlagen auf Dächern angebracht werden können, konkurrieren sie nicht um Fläche. Zudem machen sie keinen Lärm und auch die Optik ist kein Problem. Jeder Bürger kann so ein Akteur des Wandels hin zu einer nachhaltigen, die Umwelt respektierenden Zukunft werden.

Schauen Sie sich die Bedingungen an und / oder testen Sie Ihr Dach jetzt mit Hilfe unseres Rechners in Mein Projekt.

 

Thermische Solarkollektoren

Der Begriff „thermische Solarenergie“ bezieht sich auf die Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie. Also Energie in Form von Wärme, die anstelle fossiler Brennstoffe verwendet werden kann.

Heutzutage werden Solarplatten als Warmwassersysteme oder als Heizungsunterstützungssysteme gebaut.

Die Solarenergie wird mithilfe von thermischen Sonnenkollektoren absorbiert und dann in einem geschlossenen und isolierten, mit Wasser oder Frostschutzmittel gefüllten Kreislauf zu einem Solarspeichertank transportiert, aus dem die Wärmeenergie genutzt werden kann, um das Haus zu heizen oder Wasser für Waschbecken und Dusche zu erwärmen.

Der Verbrauch an fossiler Energie zum Heizen eines Hauses kann um 15-40% reduziert werden, wenn zusätzlich auf thermische Solarenergie zurückgegriffen wird; womit auch die entsprechenden CO2-Emissionen sinken. Der Neigungswinkel der Kollektorensysteme, die hauptsächlich zur Heizungsunterstützung vorgesehen sind, ist traditionell für einen höheren Ertrag in den Wintermonaten optimiert (40° und mehr). Im Gegensatz dazu ist der Neigungswinkel in der Photovoltaik eher für einen maximalen jährlichen Gesamtertrag optimiert.

Unter den am häufigsten verwendeten thermischen Kollektoren kann man zwischen zwei Arten unterscheiden:

  •    Thermische Kollektoren auf der Basis von Vakuumröhren
  •    Flache verglaste thermische Kollektoren

Während die erste Option wesentlich teurer ist, benötigen flache verglaste Kollektoren mehr Platz für eine identische Wärmeproduktion. Auch ist die Starttemperatur niedriger als die von Röhrenkollektoren, was beispielsweise bei der Warmwasserbereitung für Dusche und Waschbecken von Bedeutung sein kann. Darüber hinaus arbeiten Röhrenkollektoren bei niedrigeren Temperaturen wesentlich besser und zeigen daher in den Wintermonaten eine stärkere Leistung.

Wenn Sie mehr über thermische Kollektoren und andere Möglichkeiten, Ihr Zuhause zu beheizen, erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen, die Website myenergie zu besuchen.

Wenn Sie weitere Fragen zur Photovoltaik haben, empfehlen wir Ihnen die Rubrik Konditionen und Beihilfen oder in Fragen und Antworten.