Grundlagen der photovoltaischen Solaranlagen für für den gewerblichen und privaten Einsatz.
Nehmen Sie an diesem kostenlosen, öffentlichen, 1-stündigen Webinar über die Grundlagen von Photovoltaikanlagen für den gewerblichen und privaten Gebrauch teil. In dieser Sitzung werden wir diskutieren:
- Der Prozess der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie
- Verstehen von Ampere, Volt, Watt und Effizienz im Hinblick auf Solaranlagen
- Überblick über die besten Praktiken für die Wartung und Pflege von Photovoltaik-Solarmodulen
PV-Systeme mit Energiespeicherung sind ein schnell wachsendes Segment der Branche. Dieser Kurs schafft eine Grundlage für das Verständnis vieler batteriegestützter Anwendungen, deren Komplexität weit über die eines netzgekoppelten PV-Systems hinausgeht. Die Lastanalyse wird zusammen mit anderen kritischen Auslegungskriterien behandelt, wie z. B. der Auslegung der Batteriebank, den Geräteoptionen und der elektrischen Integration der Systemkomponenten. Die Komponentenoptionen werden im Detail behandelt, einschließlich Batterien, Laderegler und batteriegestützte Wechselrichter. Verschiedene Batterietypen, die damit verbundenen Vor- und Nachteile und Kostenvergleiche werden ebenso untersucht wie Sicherheits- und Wartungsaspekte, die nur bei batteriegestützten PV-Systemen eine Rolle spielen.
PV-Materialien und -Geräte wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Ein einzelnes PV-Gerät wird als Zelle bezeichnet. Eine einzelne PV-Zelle ist in der Regel klein und erzeugt in der Regel eine Leistung von etwa 1 oder 2 Watt. Diese Zellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien und sind oft weniger als die Dicke von vier menschlichen Haaren. Um viele Jahre im Freien zu überstehen, werden die Zellen zwischen schützenden Materialien aus Glas und/oder Kunststoff eingeklemmt.
Um die Leistung von PV-Zellen zu erhöhen, werden sie in Ketten zu größeren Einheiten verbunden, die als Module oder Paneele bezeichnet werden. Die Module können einzeln verwendet werden, oder mehrere können zu Arrays verbunden werden. Ein oder mehrere Arrays werden dann als Teil einer kompletten PV-Anlage an das Stromnetz angeschlossen. Aufgrund dieses modularen Aufbaus können PV-Anlagen so gebaut werden, dass sie nahezu jeden Strombedarf decken, ob klein oder groß.
PV-Module und -Anlagen sind nur ein Teil einer PV-Anlage. Zu den Systemen gehören auch die Montagekonstruktionen, die die Module auf die Sonne ausrichten, sowie die Komponenten, die den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, mit dem alle Geräte in Ihrem Haus betrieben werden.
Das Prinzip der Solarzellen
Elektronen und die "Löcher", die sie hinterlassen, sind negative bzw. positive Ladungsträger, die in der Regel paarweise in fester Materie auftreten. Für die Herstellung von Solarzellen werden Halbleiter verwendet, und die Eigenschaften des Halbleitermaterials machen es einfallenden Photonen des Sonnenlichts leicht, Elektronen aus der Elektron-Loch-Bindung freizusetzen. Die freigesetzten Elektronen lassen die Löcher hinter sich und können sich innerhalb des Festkörpers frei bewegen.
Diese Bewegungen haben jedoch keine eindeutige Richtung; um den Strom nutzen zu können, müssen die Elektronen eingesammelt werden. Das Halbleitermaterial ist daher mit "unreinen" Atomen verunreinigt. Zwei verschiedene Arten von Atomen erzeugen einen n-Typ und einen p-Typ Bereich im Halbleiter, und diese beiden benachbarten Bereiche erzeugen ein elektrisches Feld (siehe Abbildung 1). Dieses Feld kann dann Elektronen einfangen und zieht freie Elektronen, die von den Photonen freigesetzt werden, in den n-Typ-Bereich. Die Löcher bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung, in den p-Typ-Bereich. Allerdings kann nicht die gesamte Energie des Sonnenlichts freie Elektronen erzeugen. Hierfür gibt es mehrere Gründe. Ein Teil des Sonnenlichts wird an der Oberfläche der Solarzelle reflektiert oder geht durch die Zelle hindurch. In einigen Fällen kommt es zu einer Rekombination von Elektronen und Löchern, bevor sie die n-Typ- und p-Typ-Bereiche erreichen (Abbildung 1 zeigt diese Vorgänge in einer photovoltaischen Zelle (PV).). Wenn die Energie des Photons zu gering ist - was bei Licht mit langen Wellenlängen wie Infrarot der Fall ist - reicht sie nicht aus, um das Elektron freizusetzen. Ist die Energie des Photons hingegen zu hoch, wird nur ein Teil der Energie benötigt, um das Elektron freizusetzen, und der Rest wird in Wärme umgewandelt.