Wie funktionieren Sonnenkollektoren?？？｜Demuda

Mai 12, 2023

In diesem Artikel werde ich das Funktionsprinzip von Solarmodulen diskutieren und hoffe, dass Ihnen meine Arbeit gefallen wird.

In einer Photovoltaikanlage wird Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt. Dies macht das System im Vergleich zur solaren Umwandlung durch thermische Methoden komfortabler und kompakter.

Die Solarzellentechnologie ist die am schnellsten wachsende Energieerzeugungstechnologie der Welt. Dadurch sind Solarzellen mit einem Umwandlungswirkungsgrad von über 40 % verfügbar geworden.

Funktionsprinzip von Solarmodulen:

Eine Photovoltaikzelle, auch Solarzelle genannt, ist ein Halbleiterbauelement, das mithilfe des photoelektrischen Effekts Sonnenenergie in Gleichstrom umwandelt. Tatsächlich sind alle Solarzellen Fotodioden aus Halbleitermaterialien wie Silizium. Solarzellen funktionieren in drei Schritten:

- Photonen im Sonnenlicht treffen auf die Solarzelle und werden vom Halbleitermaterial absorbiert.

- Negativ geladene Elektronen werden von ihren Atomen getrennt, sodass sie in die gleiche Richtung fließen und einen Strom erzeugen können.

- Eine typische Silizium-Solarzelle kann eine Spannung von bis zu 0,5 V und einen Strom von bis zu 6 A erzeugen. Daher beträgt ihre maximale Leistung 3 W.

Da die Leistung einer einzelnen Solarzelle gering ist, werden viele Solarzellen zu einem Solarmodul zusammengeschaltet, und eine Kombination von Solarmodulen wird als Panel bezeichnet. Die Kombination von Modulen wird als Solaranlage bezeichnet und ist erforderlich, um die erforderliche Leistung aus dem Solarsystem zu erhalten.

Wenn Solarzellen in Reihe geschaltet werden, erhöht sich ihre Spannung um den gleichen Betrag wie die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen. Der Strom bleibt jedoch konstant.

Bei der Parallelschaltung von Zellen bleibt die Spannung wie bei einer Zelle konstant, der Strom verdoppelt sich jedoch. Batterien, Module oder Panels können nur dann parallel geschaltet werden, wenn ihre Spannung gleich ist. Die Hauptkomponenten einer Solar-Photovoltaikanlage sind folgende:

- Sperrdiode: Ein SPV-Array ist an eine Batterie angeschlossen. In sonnigen Zeiten erzeugen die Panels Strom und laden die Batterie auf. Wenn jedoch kein Sonnenlicht vorhanden ist oder nachts, versucht der Strom umgekehrt zu fließen, d. h. von der Batterie zum Array. Dies könnte das Array beschädigen. Daher wird eine Sperrdiode verwendet, um diesen Rückfluss des Stroms zu vermeiden.

- Regler: Die Ausgangsspannung eines Photovoltaikmoduls variiert je nach Intensität des Sonnenlichts. Dadurch kommt es zu Schwankungen im Laststrom. Ein Spannungsregler sorgt dafür, dass die Spannungsschwankungen im vorgegebenen Bereich bleiben.

- Wechselrichter: Da der von der Photovoltaikanlage erzeugte Strom Gleichstrom ist, wird ein Wechselrichter verwendet, um ihn in Wechselstrom umzuwandeln, damit er problemlos genutzt werden kann. Eine Wechselrichtereinheit mit verschiedenen Schutzvorrichtungen gewährleistet die Systemsicherheit und schaltet automatisch zwischen Last und verfügbarer Leistung um.

- Batterie: Diese dienen der Speicherung von Solarenergie. Sie sind die wichtigsten Komponenten einer Solar-Photovoltaikanlage. Der Erfolg einer Solar-Photovoltaikanlage hängt maßgeblich vom Batteriespeichersystem ab.

- Batteriecontroller: Dies sind Geräte, die dafür sorgen

Der Akku wird mit den richtigen Spannungs- und Stromstärken geladen und entladen, um seine Lebensdauer zu verlängern und Schäden vorzubeugen.

Insgesamt besteht das Funktionsprinzip einer Solar-Photovoltaikanlage darin, Sonnenenergie durch Solarzellen in elektrische Energie umzuwandeln, die dann in Batterien gespeichert oder über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Das System umfasst außerdem Komponenten wie Sperrdioden, Regler und Batteriecontroller, um eine ordnungsgemäße Funktion und Sicherheit zu gewährleisten.

Vorteile von Solar-Photovoltaik-Anlagen

Der Einsatz von Photovoltaik-Solaranlagen bietet mehrere Vorteile, darunter:

1. Erneuerbar: Solarenergie ist eine erneuerbare Ressource, das heißt, sie kann kontinuierlich nachgefüllt werden.

2. Umweltfreundlich: Solarenergie gibt keine schädlichen Gase oder Schadstoffe an die Umwelt ab und ist somit eine saubere und nachhaltige Energiequelle.

3. Geringer Wartungsaufwand: Solarmodule erfordern nach der Installation nur wenig Wartung, wodurch sie auf lange Sicht einfacher und kostengünstiger zu nutzen sind.

4. Energieunabhängigkeit: Solarenergie ermöglicht es Benutzern, ihren eigenen Strom zu erzeugen, wodurch die Abhängigkeit von herkömmlichen Stromquellen verringert wird.

5. Fernstrom: Solarstrom eignet sich perfekt für abgelegene Standorte, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind und dort eine erschwingliche und zuverlässige Stromquelle darstellen können.

Insgesamt sind Solar-Photovoltaikanlagen eine großartige Möglichkeit, nachhaltig und kostengünstig Strom zu erzeugen, und ihre Nutzung wird wahrscheinlich zunehmen, da ihre Vorteile immer mehr anerkannt werden.

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