Was ist Solarenergie und wie funktionieren Solarmodule?

Was ist Solarenergie?

Einfach ausgedrückt ist die Sonnenenergie die ergiebigste Energiequelle auf der Erde. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt erreichen die Erde rund 173.000 Terawatt Sonnenenergie – mehr als das 10.000-fache des weltweiten Energiebedarfs.

Indem sie die Energie der Sonne einfängt und in Strom für Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen umwandelt, ist Solarenergie eine Schlüssellösung im Kampf gegen die aktuelle Klimakrise und zur Verringerung unserer Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.

Wie funktioniert Solarenergie?

Unsere Sonne ist ein natürlicher Kernreaktor. Sie setzt winzige Energiepakete, sogenannte Photonen, frei, die die 150 Millionen Kilometer von der Sonne zur Erde in etwa 8,5 Minuten zurücklegen. Jede Stunde treffen so viele Photonen auf unseren Planeten, dass so viel Sonnenenergie erzeugt wird, dass damit theoretisch der globale Energiebedarf für ein ganzes Jahr gedeckt werden könnte.

Im Jahr 2017 wies die Internationale Energieagentur nach, dass Solarenergie die am schnellsten wachsende Energiequelle der Welt ist – und damit zum ersten Mal das Wachstum aller anderen Energieträger übertraf. Seitdem wächst Solarenergie weiter und bricht weltweit Rekorde.

Welchen Einfluss hat das Wetter auf die Solarenergie?

Wetterbedingungen können die Menge an Strom beeinflussen, die eine Solaranlage erzeugt, allerdings nicht ganz auf die Art und Weise, die Sie vielleicht denken.

Zu den perfekten Bedingungen für die Erzeugung von Solarenergie gehört natürlich ein klarer, sonniger Tag. Aber wie die meisten elektronischen Geräte sind Solarmodule bei kaltem Wetter tatsächlich effizienter als bei warmem Wetter. Dadurch kann das Modul in der gleichen Zeit mehr Strom erzeugen. Wenn die Temperatur steigt, erzeugt das Modul weniger Spannung und produziert weniger Strom.

Aber obwohl Solarmodule bei kaltem Wetter effizienter sind, produzieren sie im Winter nicht unbedingt mehr Strom als im Sommer. In den wärmeren Sommermonaten ist das Wetter oft sonniger. Es gibt nicht nur weniger Wolken, sondern die Sonne scheint normalerweise auch länger am Tag. Auch wenn Ihre Module bei warmem Wetter weniger effizient sind, produzieren sie im Sommer wahrscheinlich trotzdem mehr Strom als im Winter.

Bekommen manche Orte mehr Sonnenenergie als andere?

Offensichtlich bekommen einige Orte mehr Sonne als andere. Die eigentliche Frage ist also: Wenn das Wetter die Solarenergieproduktion beeinflussen kann, sind dann einige Orte bessere Kandidaten für Solarenergie als andere? Die kurze Antwort lautet: Ja, aber nicht unbedingt aufgrund des Wetters.

Nehmen wir zum Beispiel Wolken. Jeder, der an einem bewölkten Tag schon einmal einen Sonnenbrand hatte, weiß, dass Sonnenstrahlung durch Wolken hindurchdringt. Aus demselben Grund können Solarmodule auch an bewölkten Tagen Strom erzeugen. Aber je nach Wolkenbedeckung und Qualität der Solarmodule sinkt die Effizienz der Stromerzeugung durch Solarmodule im Vergleich zu einem sonnigen Tag häufig um 10 bis 25 Prozent oder mehr.

Mit anderen Worten: Solarenergie kann auch an typischerweise bewölkten und kalten Standorten gut funktionieren. 

Egal wo Sie leben, Solarenergie kann eine hervorragende Investition und ein hervorragender Weg sein, den Klimawandel zu bekämpfen. Wie viel Sie sparen – und wie schnell sich Ihre Investition in einem bestimmten Bundesstaat auszahlt – hängt von vielen Faktoren ab, wie den Stromkosten, verfügbaren Solaranreizen, Nettomessung und der Qualität Ihrer Solarmodule.

Wie funktionieren Solarmodule?

Wenn Photonen auf eine Solarzelle treffen, lösen sie Elektronen aus ihren Atomen. Wenn Leiter an die positiven und negativen Seiten einer Zelle angeschlossen werden, entsteht ein Stromkreis. Wenn Elektronen durch einen solchen Stromkreis fließen, erzeugen sie Elektrizität. Mehrere Zellen bilden ein Solarpanel, und mehrere Panele (Module) können zu einem Solarfeld zusammengeschaltet werden. Je mehr Panele Sie einsetzen können, desto mehr Energie können Sie voraussichtlich erzeugen.

Woraus bestehen Solarmodule?

Photovoltaik-Solarmodule (PV) bestehen aus vielen Solarzellen. Solarzellen bestehen wie Halbleiter aus Silizium. Sie bestehen aus einer positiven und einer negativen Schicht, die zusammen ein elektrisches Feld erzeugen, genau wie in einer Batterie.

Wie erzeugen Solarmodule Strom?

PV-Solarmodule erzeugen Gleichstrom (DC). Bei Gleichstrom fließen Elektronen in eine Richtung durch einen Stromkreis. Dieses Beispiel zeigt eine Batterie, die eine Glühbirne mit Strom versorgt. Die Elektronen bewegen sich von der negativen Seite der Batterie durch die Lampe und kehren zur positiven Seite der Batterie zurück.

Bei Wechselstrom werden Elektronen geschoben und gezogen und wechseln dabei regelmäßig die Richtung, ähnlich wie bei einem Automotor. Generatoren erzeugen Wechselstrom, wenn eine Drahtspule neben einem Magneten gedreht wird. Viele verschiedene Energiequellen können die Kurbel dieses Generators „drehen“, wie etwa Gas oder Dieselkraftstoff, Wasserkraft, Kernenergie, Kohle, Wind oder Sonne.

Für das US-Stromnetz wurde Wechselstrom gewählt, vor allem weil die Übertragung über lange Distanzen kostengünstiger ist. Solarmodule erzeugen jedoch Gleichstrom. Wie speisen wir Gleichstrom in das Wechselstromnetz ein? Wir verwenden einen Wechselrichter.

Was macht ein Solarwechselrichter?

Ein Solarwechselrichter bezieht den Gleichstrom aus der Solaranlage und erzeugt daraus Wechselstrom. Wechselrichter sind sozusagen das Gehirn des Systems. Neben der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom bieten sie auch Erdschlussschutz und Systemstatistiken, einschließlich Spannung und Stromstärke in Wechsel- und Gleichstromkreisen, Energieerzeugung und Maximum Power Point Tracking.

Zentralwechselrichter haben die Solarindustrie von Anfang an dominiert. Die Einführung von Mikrowechselrichtern ist einer der größten Technologiewechsel in der PV-Industrie. Mikrowechselrichter optimieren jedes einzelne Solarmodul, nicht das gesamte Solarsystem, wie dies bei Zentralwechselrichtern der Fall ist.

Dadurch kann jedes Solarmodul sein maximales Potenzial erreichen. Wenn ein zentraler Wechselrichter verwendet wird, kann ein Problem mit einem Solarmodul (vielleicht liegt es im Schatten oder ist schmutzig) die Leistung der gesamten Solaranlage beeinträchtigen. Mikrowechselrichter wie die im Equinox-Solarsystem für Privathaushalte von SunPower machen dies zu einem Nichtproblem. Wenn ein Solarmodul ein Problem hat, arbeitet der Rest der Solaranlage weiterhin effizient.

Wie funktioniert eine Solarpanelanlage?

Hier ist ein Beispiel, wie eine Solaranlage für Privathaushalte funktioniert. Zunächst trifft das Sonnenlicht auf ein Solarmodul auf dem Dach. Die Module wandeln die Energie in Gleichstrom um, der an einen Wechselrichter fließt. Der Wechselrichter wandelt den Strom von Gleichstrom in Wechselstrom um, mit dem Sie dann Ihr Haus mit Strom versorgen können. Das ist wunderbar einfach und sauber und wird immer effizienter und erschwinglicher.

Wenn Sie wissen möchten, wie viel Ihr Haus oder Ihr Unternehmen sparen kann, kontaktieren Sie uns bitte, um eine maßgeschneiderte Solarstromsystemlösung zu erhalten