PVRendszerkalauz – minden, amit a fotovoltaikus rendszerekről tudni kell

Minden, amit a fotovoltaikus rendszerekről tudni kell – a funkciótól az űrutazás történetén át a saját fotovoltaikus rendszer tervezésig (PVmelléklet).

Mit csinál egy fotovoltaikus rendszer?

A fotovoltaikus rendszer átalakítja az esemény napfényét elektromossággá. Legfontosabb összetevői a napelemek, amelyekben a napelemek sorozatban vagy párhuzamosan csatlakoznak. Ezek a napelemmodulok a napsugárzás elektromossággá történő átalakítását végzik.

A kis, de finom különbség a fotovoltaikus és a naprendszer között

A fotovoltaikus rendszer és a naprendszer kifejezéseket gyakran helytelenül használják szinonimákként. A naprendszer olyan rendszer, amely a napenergiát más típusú energiává alakítja át - de nem feltétlenül villamos energiává. A fotovoltaikus rendszer mellett a napkollektorrendszer is egy másik, amely a naprendszer kifejezés alá tartozik. Ez utóbbi a napenergiát hővé alakítja, amelyet ezután fűtésre vagy vízmelegítésre lehet használni.

Hogyan működik egy napelem?

A fotovoltaikus rendszer központi összetevői a napelemekkel rendelkező napmodulok. A sejtek félvezető anyagból készülnek. Amikor a napfény apró fotonrészecskéi elérik ezt az anyagot, áramáramlást váltanak ki. Ily módon a fényenergia elektromos energiává alakul át, pontosabban: villamos energiává, mivel mindannyian minden nap használjuk. Ezt a folyamatot fotoelektromos folyamatnak nevezik. A kapott áram egyenáramú. Közvetlenül fogyasztható, akkumulátorban tárolható, vagy a nyilvános elektromos hálózatba táplálható. Mivel azonban a legtöbb elektromos eszköz és az elektromos hálózat váltakozó áramot igényel, ezt az egyenáramot továbbra is váltakozó árammá kell alakítani az úgynevezett inverterek segítségével. Mivel a napsugárzás – használattól függetlenül – mindig jelen van, a napenergia a megújuló energiákhoz (más néven megújuló energiákhoz) tartozik.

Történelem: Az űrtől a felhőkarcolón át a tetőig

Az első napelemek az űrutazás izgalmas területéről származnak. Az 1950-es években műholdas technológiában használták villamos energia előállítására. Szilíciumból készültek, és hatékonyságuk 10%. A Földön először használták őket a fotósok expozíciós mérőiben. Az 1970-es években azonban a napelemeket főként az űrben használták.

Az energiatermelés újragondolása

Az 1973-74-es súlyos olajválság és a harrisburgi és csernobili atomreaktorokkal történt tragikus balesetek miatt az energiatermelés újragondolása történt. A megújuló energiák először kerültek előtérbe, és a napelemek használata a Földön hirtelen vita tárgyát képezte. Ez az 1980-as években világszerte megnövekedett beruházásokat eredményezett a napelemek kutatásába és fejlesztésébe.

Az addigtól napjainkig tett erőfeszítéseknek köszönhetően a szilícium napelemek hatékonysága majdnem megduplázódott. Míg az első napelemeket még mindig számológépekhez és más kis eszközökhöz használták, ma folyamatosan növekszik a teljes villamosenergia-termelés 7,4% -ának aránya Németországban.

További statisztikák a Statista

Amire szüksége van: A fotovoltaikus rendszer összetevői

• PV Szerelési rendszer
• Napelemmodulok napelemekkel
• Napelemes inverterek
• Villamosenergia-tárolás
• Kábelek és csatlakozók
• Kétirányú számláló

Nélkül PV Szerelési rendszer nincs szilárd, biztonságos tartás

Abban az esetben, ha a PV A szerelőrendszerek megkülönböztethetők a tetőn vagy a tetőn lévő rendszerek és a szorító-vagy behelyező rendszerek között. Ezenkívül megfelelő rendszerek vannak a lapos tetők és a kültéri terület számára. (lásd alkalmazási területeket). A tetőrendszerekkel minden tetőburkolathoz megfelelő megoldások állnak rendelkezésre – e.B. csempékhez, trapézlemezhez, álló varrólaphoz vagy tengelyhez.

Napelemmodulok: Sok kiscellás egység

A napelemek több napelemből állnak. Ezek általában a szilícium elemen alapulnak. A napelemek előállításához használt egyéb félvezető anyagok a kadmium-tellurid (CdTe) és a gallium-arzenid (GaAs). Érdekes fejlemény az utóbbi időkben a tandem napelemek, amelyeket különböző félvezetőkből kombinálnak.

A szilícium napelemek polikristályos vagy monokristályosak. A monokristályos napelemek egyetlen szilíciumkristályból állnak. Drágábbak és nehezebben gyárthatók, de jobb hatékonyságuk akár 20% vagy annál is nagyobb. A polikristályos napelemek több szilíciumkristályból állnak. Olcsóbbak és könnyebben gyárthatók, de 12-16% -kal jelentősen alacsonyabb hatékonysággal rendelkeznek, mint a monokristályos cellák.

Egy másik általánosan használt napelemtípus a vékonyfilmes cellák. A gyártás során a félvezető anyagot egy hordozóra párologtatják vagy permetezik. Ez a hordozó fémből, műanyagból vagy üvegből készülhet. Az amorf szilíciumot, a réz-indium-diszelenidet (CIS) vagy a kadmium-telluridot gyakran félvezetőként használják. Ezek a napelemek olcsók, de sokkal rosszabb hatékonysággal rendelkeznek, mint a többi cella 4% -ról 10% -ra.

A napelemes inverterek váltakozó árammá alakítják az egyenáramot

A nap inverter,más néven inverter, átalakítja a dc feszültség a PVrendszer AC feszültségben. Az inverterek hálózati rendszerekhez és önálló rendszerekhez állnak rendelkezésre, és a hálózati modulok maximális száma szerint is megkülönböztetik őket.

A szigeti létesítmény egy PV-Olyan erőmű, amely nem kapcsolódik a nyilvános villamosenergia-hálózathoz. Ez például egy távoli területeken lévő házkomplexumként, kertként vagy lakóautó rendszerként fordul elő. A szigetrendszer mindig fel van szerelve olyan akkumulátorral, amelyből az inverter vonzza az áramot. A sziget inverter bemenete ezért csatlakozik az akkumulátorhoz, a kimenethez a fogyasztóhoz. A különböző végfelhasználók azonban különböző feszültségeket igényelnek. Ezért a kimeneti feszültséget az inverter szabályozza. Sziget inverter vásárlásakor meg kell győződnie arról, hogy az ügyfélnél tervezett használat maximális kimeneti feszültsége elég nagy.

Pontosan egy napelemmodul csatlakoztatható egy modul inverterhez. Több modul esetében több modul inverteret is használni kell. Ennek akkor van értelme, ha az egyes modulok nagyon különböző szolgáltatásokat nyújtanak, és másképp vannak összehangolva. Ezeket elsősorban kis növényekben használják.

Egy karakterlánc-inverterben egy vagy több napelemmodul-karakterlánc konvergál. Jó ár-teljesítmény arányuk miatt nagyon népszerűek a kis- és közepes méretű növények számára.

A multistring invertereket elsősorban nagyobb növényekben használják. Több húr konvergál bennük. Számos MPP-nyomkövető biztosítja, hogy minden karakterlánc mindig az optimális működési ponton maradjon. MPP = Maximális teljesítménypont.

A nagy növényekben központi inverterek vannak. Akkor hasznosak, ha nagyszámú karakterlánc egyenlően van igazítva, és ugyanaz a hajlam.

A villamosenergia-tároló rendszerrel a rendszer megfelelően megtérül

A szigeti rendszerekben a villamosenergia-tároló rendszereket arra használják, hogy a felhasználót függetlenné tegyék a jelenlegi napsugárzástól. Ezek az energiatároló rendszerek általában akkumulátorok, vagy rövid ideig akkumulátorok. A múltban főként ólomsavas akkumulátorokként gyártották őket, de most a lítium-titanát akkumulátorokat szélesebb körben használják jobb hatékonyságuk miatt.

A hálózatba kapcsolt rendszerekben a villamosenergia-tároló rendszereket a villamos energia önfogyasztásának arányának növelésére használják. Minél nagyobb az önfogyasztás, annál gazdaságosabb a PVmivel a betáplálási tarifák jelenleg viszonylag alacsonyak.

Kábelek és csatlakozók a megfelelő csatlakozásokhoz PVBerendezés

A fotovoltaikus kábelek és dugók kapcsolatot képeznek a napelemmodulok és a PVNövény. Első osztályú minőségűnek és időjárásállónak kell lenniük. A napelemes rendszerek egyik első csatlakozórendszere a vállalattól érkezett. Multi-Contact, amely jelenleg a Stäubli Electrical Connectors Csoport része. A név azonban még mindig megtalálható, beleértve a népszerű MC3 és MC4 rendszereket is.

Kétirányú számláló az áttekintéshez

Hálózati kötés esetén PVjó tudni, hogy mennyi villamos energiát táplál a nyilvános hálózatba. Ennek mérésére úgynevezett betáplálási mérők vannak. Másrészt általában további villamos energiát is kap a hálózatból. Ezt a referenciaszámláló méri. Két különálló mérő használata helyett ajánlatos kétirányú mérőt használni, amelyet a hálózatüzemeltetők általában bérelnek.

Fotovoltaikus rendszerek és használatuk

A napelemes tető a hálózattól való nagyobb függetlenségért

Különbséget kell tenni a tetőrendszerek és a tetőrendszer között. Tetőrendszerek esetében a napelemmodulok szerelőkeret segítségével vannak felszerelve a ház tetejére. A tetők dőlésszöge is könnyen optimalizálható. Ugyanakkor ez a legegyszerűbb és leggyakoribb típusú PVrendszer. A különböző keretek kifejezetten fémlemeztetőkhöz, csempézett tetőkhöz, palatetőkhöz és hullámos vaspanelekből készült tetőkhöz igazodnak. Egy másik előny a napelemmodulok jó hátsó szellőzése. Fontos figyelni a rögzítőanyagok időjárási ellenállására. A lapos tetők általában nem vagy csak alacsony dőlésszöggel rendelkeznek. Ezért a napelemmodulokat a szerelőrendszernek legalább 6°-kal kell szögbe szöggel elszöggelnie. Legfeljebb 13°-os dőlés gyakori.

Tetőn lévő rendszerben a napelemmodulok helyettesítik a tetőcserepeket. Egyrészt ez jobban néz ki, másrészt a rendszer időjárásállóbb. Az összeszerelés azonban összetettebb és drágább. A napelemmodulok hűtése is összetettebb, mint a tetőrendszerrel, és körülbelül 0,5% -kal csökkenti a hatékonyságot. A tetőrendszer csak olyan csempézett tetőkhöz alkalmas, amelyeket viszonylag nagy lejtővel rendelkező, magasságú tetőknek terveztek, különben a hatékonyság súlyosan károsodik. Ez az oldat nem lehetséges fémlemez vagy bitumen tetők esetében.

Mini rendszerek autóbeállókhoz, garázshoz, homlokzathoz és műholdakhoz

Egy miniPVa rendszernek csak egy-két négyzetméternyi területet kell igényele. Ez ideálissá teszi egy autóbeállóhoz, a homlokzathoz vagy a kerti házhoz. Egy ilyen kis rendszerrel akár 600 W villamos energiát is termelnek, a használt napelemmodulok függvényében. Az egyetlen műszaki feltétel az, hogy az adott tetőnek vagy homlokzatnak elég stabilnak kell lennie ahhoz, hogy támogassa a napelemmodulok és a szerelőrendszer súlyát. Egyes szövetségi államokban azonban szükség van egy PVaz autóbeállóban vagy garázsban engedély. Érdeklődjön időben, mielőtt megvásárolná a PV- Telepítés az Önért felelős építésügyi hatóságnál. Az ily módon előállított villamos energiát felhasználhatja az elektromos autó, a hibrid plug-in vagy hasonlók töltésére. Természetesen a háztartásban is használhatja a villamos energiát, és így csökkentheti a villanyszámlát. Azonban nem lehet előállítani az összes villamos energiát egy háztartás számára egy ilyen kis területen.

Kültéri rendszer (napelempark)

A tető nem feltétele a PVNövény. Mint PV- Rajongó valószínűleg ismeri a lenyűgöző képeket a hatalmas napelemparkokról. Itt is használják az összeszerelő rendszereket, hogy lehetővé tegyék az energia előállítását a szabadban. Két alapvetően különböző rögzítőrendszer létezik: a rögzített magasság és a nyomkövető rendszer.

Rögzített magasság PVNövény

A rögzített állvány alatt egy acél vagy alumínium keretet betontömbökre csavaroznak, vagy a talajhoz rögzítve. A modulok dőlése és tájolása ezért összeszerelés után nem változtatható meg.

A rögzített magasságú kültéri rendszernek számos előnye van a tetőrendszerhez képest:

• Általában több hely áll rendelkezésre.
• A tájolás szabadon választható, és nem a tető határozza meg.
• Ez azt jelenti, hogy a dőlésszög szinte önkényesen is módosítható.
• A nagyobb hely több modult is jelent. Itt az alacsonyabb hatékonyságú modulok használata is érdemes beszerezni.

Nyomkövető rendszerek

A nyomkövető rendszerekben a modulokat a napsugárzásig követik. Különbséget kell tenni az egytengelyes és a kéttengelyes követés között. Az egytengelyes követéssel a modulok tájolása vízszintesen vagy függőlegesen változik a nap helyzetétől függően. A vízszintes követés keletről nyugatra követi a nap helyzetét. A függőleges követés során a napmodul dél felé irányul, és – a nap helyzetének magasságától függően – a horizonton forog. A kéttengelyes követés a vízszintes és a függőleges követés kombinációja.

A nyomkövető rendszer előnyei:

• A jelenlegi hozam a PVrendszer jelentősen megnő a rögzített magassághoz képest.
• Csak Közép-Európában a villamosenergia-hozam növekedése az egytengelyes követés esetében 20 %, a kéttengelyes követés esetében pedig 30 %.

A nyomkövető rendszer hátrányai:

• Magasabb beruházási költségek merülnek fel.
• A rendszernek több karbantartásra van szüksége. Ez növeli a működési költségeket.
• A nyomkövető rendszer viszont energiát igényel.

Lebegő PVNövény

A kültéri telepítés különleges formája az úszó PVNövény. Ebből a célból a napelemmodulok műanyag úszókra vannak szerelve. A beruházási költségek 20–25 %-kal magasabbak, mint egy hagyományos szárazföldi kültéri létesítményé.

A közüzemi villamosenergia-hálózathoz csatlakoztatott erőművek

A hálózatba kapcsolt rendszereket hálózatba kapcsolt rendszereknek is nevezik. Nevüket viselik, mert csatlakoznak a nyilvános villamosenergia-hálózathoz. Az összes telepített többsége PV- A növények hálózatba kapcsolt rendszerek.

Nem kapcsolt önálló rendszerek

Vannak olyan PV-Olyan telepítések, amelyek nem kapcsolódnak a nyilvános hálózathoz. Mint egy sziget a tengerben, amely nem kapcsolódik a szárazföldhöz, ezeket szigeti létesítményeknek nevezik. Mivel ez kiküszöböli a nyilvános hálózatba való betáplálás lehetőségét is, ezeket a rendszereket általában villamosenergia-tároló rendszerrel együtt működtetik.

Hogyan tervezzünk egy fotovoltaikus rendszert

A PVNövény

Mielőtt elkezdené tervezni a fotovoltaikus rendszert, ellenőrizze a követelményeket:

• Építési engedélyre van szüksége az üzemhez? Erről a helyi építésügyi hatóságnál tájékozódhat.
• A tető teherhordó elég ahhoz, hogy PVNövény?
• Elegendő-e a napsugárzás ahhoz, hogy gazdaságosan működtesse az üzemet? A kérdés megválaszolásához érdemes megnézni a "Német Meteorológiai Szolgálat besugárzási térképe" (lásd a 3. ábrát). Németországban azonban szinte mindenhol ez a helyzet.
• Hogyan néz ki az üzem finanszírozása? Milyen támogatásokat vehet igénybe? A keresőmotor segítségével különböző lehetőségeket találhat, például a KfW Banktól.

Melyik PVA rendszer a megfelelő?

Először is tetőtéri rendszert vagy kültéri rendszert kell választania. Tetőrendszerrel a következő kérdések merülnek fel:

• Milyen irányba van igazítva a tető?
• Ez egy lapos vagy lapos tető?
• A tetőterületet fák vagy környező épületek árnyékolása okozza?

Egy déli fekvésű, körülbelül 30°-os dőlésszögű tető ideális lenne. De még akkor is, ha a tető 10°–60°-os dőlésszögű, és délkeletre vagy délnyugatra tája van, még mindig PVrendszer. Ez csak egy kicsit alacsonyabb hozamot eredményez. Óvatosan kell eljárni a nagy fák kivágásakor az árnyékolás megakadályozása érdekében. Előzetesen kérdezze meg, hogy megengedett-e, és milyen kompenzációs intézkedéseket kell megtennie.

További információ Tervezés a PV Függelék.

Támogatás egy PVSzoftver

A fotovoltaikus szoftverrel a fotovoltaikus rendszerek optimálisan tervezhetők az adott tetőn, valamint a használt modulok és inverterek, ugyanakkor a lehető legjobb változata aPVrögzítő rendszer. Ideális esetben a PVszoftver a következő lehetőségek: tervezése inverter tervezés, hozamszámítás optimalizált árnyékoló felületek és string tervezés.

Hány négyzetméter PV- Növényre van szükséged?

Attól függően, hogy saját igényeinek egy részét vagy egészét kívánja-e fedezni, a használt modulok mennyisége eltérő lesz. Ha most azon tűnődik, hogy hány modult kell csatlakoztatni az energiaigényének kielégítésére, és hogy rendelkezésre áll-e megfelelő terület, a következő cikk segít:

→ Hogyan számolja ki saját igényeit a PVNövény

Összeszerelés és telepítés a szakemberre bízva

Feltétlenül hagyja az új fotovoltaikus rendszer telepítését és telepítését egy speciális vállalatra. Általánosságban elmondható, hogy nem dolgozunk laikusként, mivel az elektronikával való munka veszélyes, és veszélyeztetheti Önt és embertársait is. Ezenkívül nem megfelelő telepítés esetén a napelemes rendszer alkatrészeinek garanciája általában lejár.

Ezekre a költségekre számíthat

Általánosságban elmondható, hogy a nagyobb PV-A növények ára kWh-nként valamivel olcsóbb, mint a kisebb növények:

• Egy 25 m²-es kis tető esetében a modulok 216 € / m²-be, a teljes rendszer pedig 5400 euróba kerül.
• Egy 50 m²-es közepes tető esetében a modulok 180 € / m²- be, a teljes rendszer pedig 9000 euróba kerül.
• Egy 72 m²-es nagy tető esetében a modulok 172 € / m²-be, a teljes rendszer pedig 12 900 euróba kerül.

Forrás: www.solaranlagen-portal.com

Hogyan kell működtetni a fotovoltaikus rendszert

Tisztítás: A piszkos modulok csökkentik a teljesítményt

Egy PVnövény ki van téve mindenféle környezeti hatások 24/7, 365 nap egy évben. Fokozatosan a szennyeződést por, madár distressz, lehulló levelek, növényi pollen stb. Okozzák. Különösen a keret és az üveg közötti átmenetek során a szennyeződések szeretnek leülepedni, és nem olyan könnyen eltávolítható az eső és a hó. A moha vagy a zuzmók még ott is letelepedhetnek. Ez azt jelenti: a PVrendszert rendszeres időközönként meg kell tisztítani. Ezt csak akkor kell kezelnie, ha a rendszer minden része teleszkópos pólusokkal és hasonlókkal érhető el mászás nélkül. Ellenkező esetben ezt a munkát olyan vállalatokra kell hagynia, amelyek a fotovoltaikus szerek tisztítására szakosodtak. Ennek költségei régiónként eltérőek. 1,00 és 2,50 euró között számíthatunk a modulterület négyzetméterére.

A tisztításhoz mészmentes vizet, nem agresszív mosószert és ruhát vagy szivacsot ajánlunk – karcolási elemek nélkül.

A megfelelő működés biztosítása karbantartás és szervizelés révén

Ehhez a legjobb, ha karbantartási szerződést köt a rendszert telepített vállalattal. A szakértők már ismerik a rendszert, és nem kell megismerkedniük vele. A karbantartás magában foglalja a napelemek szemrevételezését, valamint az elektromos csatlakozások és inverterek ellenőrzését. Ennek költsége 150-250 euró egy családi ház esetében.

Biztosítással fedezett

Mivel a PVaz üzem folyamatosan ki van téve a környezeti hatásoknak, a biztosítás érdemes lehet. A jégeső, a heves esőzések vagy a villámlás által okozott károk gyorsan történtek. Ezért megfelelő biztosítás a PVA rendszernek van értelme.

A jó biztosításnak a következő kockázatokat kell fedeznie:

• Tűz
• Vihar
• Jégeső
• Hónyomás
• Túlfeszültség
• Állati harapások
• Lopás
• súlyos gondatlanság

Annak tisztázása, hogy esedékesek-e az adófizetések

Ha nem fejezik be az egész PVrendszer termelt villamos energiát magad, akkor vállalkozóvá válik adózási célokra. A betáplálási díj a kWh-nkénti ár,
amelyet az energiavállalat fizet a közhálózatba táplált villamos energiáért. Ezért a betáplálási tarifáért jövedelemadót is kell fizetni. Mindaddig, amíg nem keres több mint 22 000 eurót évente, igényelheti a kisvállalkozások tulajdonosainak áfamentességét.

Ha ezt nem teszi meg, akkor áfát kell fizetnie mind a betáplált villamos energia, mind az ön által fogyasztott villamos energia után.

Energiagazdálkodás: Betáplálás a nyilvános hálózatba

Ahhoz, hogy a felesleges villamos energiát a közhálózatba táplálja, szerződésre van szükség az állami energiaszolgáltatóval. Ez általában egy betáplálási mérőt vagy kétirányú mérőt is bérel.

A PVA rendszer gazdaságilag minél érdekesebb, annál több villamos energiát fogyaszt. A betáplálási díj lényegesen alacsonyabb, mint a megvásárolt villamos energia villamosenergia-ára. Ezért a villamosenergia-tároló rendszer megvásárlása általában megéri annak érdekében, hogy áthidalja az időket kevesebb napsugárzással.

Milyen idő után a PV- A létesítmény tényleg megéri.

A Frauenhofer ISE szerint a PVbefektetése körülbelül 5% -os tőkemegtérülés. De minden növény más, és az üzemeltető viselkedésétől is függ. Fontos, hogy az akkumulátortároló rendszer és/vagy az intelligens vezérlőrendszer használata a lehető legnagyobb önfogyasztást érje el.

Ez a jövőben még fontosabbá válik, mivel az EEG szerinti betáplálási tarifák folyamatosan csökkennek. Jelenleg nem lehet értékelni, hogy a betáplálási díj hogyan fog tovább fejlődni.

Hány év után a PVbefektetés valóban érdemes (amortizáció után), a következő tényezőktől függ:

• Történelmi költségek
• várható villamosenergia-hozam
• A saját fogyasztás aránya
• A betáplálási díj összege
• A villamosenergia-ár alakulása
• A finanszírozás költsége
• Fizetendő adó

Általában a fotovoltaikus rendszer 9-12 év után fizet magának. Legalább 20 éves élettartamával több év van hátra, amelyben nyereséget termel.

Finanszírozási lehetőségek az új fotovoltaikus rendszerhez

A KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) mind az új épületek, mind a meglévő épületek korszerűsítésére finanszírozási programokat kínál, amelyek elősegítik a fotovoltaikus rendszerek beszerzését és telepítését. A finanszírozás alacsony kamatozású hitelekből áll, amelyek egy, két vagy három kamatmentes induló évvel és legfeljebb 20 éves időtartammal vannak el.

A szövetségi államok, önkormányzatok és városok is kínálnak speciális támogatási programokat a megújuló energiák használatára. Ezek a támogatások a beruházási költségekre vonatkozó támogatásokból is állhatnak. Különböző bankok és kfW is kínálnak speciális napenergia hitelek. Ezeknek a hiteleknek a különlegessége, hogy a várható betáplálási tarifát a hitelek biztosítékaként fogadják el.