Sonnenenergie als größtes Potenzial aller erneuerbaren Energienen

Vor dem Hintergrund zunehmender Weltbevölkerung und eines überproportional wachsenden Energiebedarfs werden überall auf der Welt Alternativen zu den primären Energieträgern Kohle, Erdöl und Gas gesucht. Nach dem festgelegten Atomausstieg ist neben der Windkraft- insbesondere Sonnenenergie gefragt, um den Ausgleich zu schaffen.

Strom aus Sonne. Wie funktioniert das?

Der Aufbau und die Funktionsweise einer Solarstromanlage sind einfach. Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarmodulen, einem Wechselrichter, der Verkabelung und dem Montagesystem.

Die Solarmodule wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Diese Energie ist sogenannter Gleichstrom, der in dieser Form nicht ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Hier kommt der Wechselrichter zum Einsatz, der den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.

Spar-Tipp! Um die Stromkosten deutlich zu senken, ist es grundsätzlich sinnvoll, den selbst erzeugten Strom im eigenen Haushalt zu verbrauchen. So liegt der eigene Solarstompreis pro Kilowattstunde in der Regel jetzt schon bis zu 15 Cent unter dem des Stromversorgers.

Das Solarmodul

Ein Solarmodul besteht aus dem Solarzellen-Laminat, dem Solarglas, der Anschlussdose sowie dem Rahmen.

Das Solarzellen-Laminat ist aufgebaut aus der mehrschichtigen Rückseitenfolie, den Solarzellen und einem Einbettungsmaterial. Die Rückseitenfolie wiederum besteht aus einem mehrlagigen Polymer und sorgt für die elektrische Isolation sowie für optimalen Witterungsschutz.

Solarzellen werden meist aus monokristallinem Silizium, polykristallinem Silizium oder amorphem Silizium hergestellt. Solarzellen aus anderen Materialien kommen nur in speziellen Anwendungen zum Einsatz.

Als Einbettungsmaterial verwendet man in der Regel das transparente Material Ethylenvinylacetat (EVA). Es stellt zugleich die sichere Verbindung zum Solarglas her, wodurch ein absolut witterungsbeständiger Verbund entsteht.

Solarglas, ein Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG), enthält wesentlich weniger Eisen als gewöhnliches Fensterglas. Das macht dieses Spezialglas besonders lichtdurchlässig und minimiert zugleich die Reflexion.

Die Anschlussdose ist neben den Anschlusskabeln mit einer Freilauf- oder Bypass-Diode versehen. Sie sorgt dafür, dass Module, die beispielsweise aufgrund von Verschattung zeitweilig keinen oder nur wenig Strom produzieren, nicht durch den stärkeren Strom der anderen Module beschädigt werden. Mit einer solchen Diode können die Module problemlos in Reihe geschaltet werden, was die Verkabelung wesentlich vereinfacht und den Materialaufwand minimiert.

Der Rahmen eines Solarmoduls besteht meist aus einem eloxierten Aluminium-Hohlkammerrahmen und erfüllt gleich drei wichtige Funktionen. Er unterstützt die Stabilität des Solarzellenlaminats, schützt die Kanten des Solarglases und bildet die Grundlage für eine sichere und schnelle Montage.

Der Wechselrichter

Das öffentliche Stromnetz basiert auf dem Prinzip des Wechselstroms, Solarmodule erzeugen jedoch Gleichstrom. Der Wechselrichter übernimmt die Aufgabe, die in den Solarmodulen gewonnene Energie in Gleichstrom, also in den netzsynchronen Wechselstrom umzuwandeln.

Der Wechselrichter übernimmt noch weitere wichtige Funktionen: Er dient auch der Überwachung und der optimalen Nutzung der produzierten Energie aus den verschalteten Modulen. Eine wichtige Rolle spielt er im Zusammenhang mit dem Maximum Power Point (MPP). Dieser Begriff bezeichnet den Betriebspunkt, an dem die Solarmodule ihre Maximalleistung erzielen. Nun ändert sich der MPP fortwährend, je nach Einstrahlung und Temperatur. Der Wechselrichter jedoch passt sich mit Hilfe eines MPP-Trackers ständig den sich ändernden Werten der Solarmodule an. So wandelt er nicht nur Gleichstrom in Wechselstrom um, sondern stellt dabei zugleich die bestmögliche Ausbeute sicher.

Das Montagesystem

Die Montage richtet sich ganz nach den baulichen Gegebenheiten.

Schrägdach: Bei der sogenannten Aufdach-Montage werden die Module mit einem hochwertigen, witterungsbeständigen Montagesystem mittels Edelstahldachhaken auf der Dachkonstruktion montiert. Sie befinden sich wenige Zentimeter über den Dachziegeln.

Flachdach- oder Bodenaufständerung: Die Module werden auf einer hochwertigen Dreieckskonstruktion aus Aluminium-Profilen aufgeständert. Die Rückseite wird schließlich mit einem Windblech verschlossen, sodass das gesamte System als Leichtbauvariante einfach nur auf das Dach gestellt wird, ohne dabei die Dachhaut zu beschädigen. Das gesamte System wurde im Windkanal getestet und TÜV zertifiziert.