Netzgekoppelte Solarstromanlage (Photovoltaikanlage, PV-Anlage)

Netzgekoppelte Solarstromanlagen bestehen im wesentlichen aus den folgenden Komponenten: Solarmodule, Montagesystem, Leitungen, Netzeinspeisegerät (Wechselrichter), Einspeisepunkt. Optional: Ertragsüberwachung, Schutztechnik.

Funktionsweise: die Solarmodule gewinnen aus dem Tageslicht direkt elektrische Energie. Leitungen bringen den gewonnenen Solar-(Gleich-)Strom zum Wechselrichter, in dem er in haushaltsüblichen Strom (230 Volt, Wechselstrom) umgewandelt wird. Die erzeugte elektrische Arbeit, gemessen in Kilowattstunden (kWh), fließt über einen Einspeisezähler ins öffentliche Stromnetz und wird zu einem gesetzlich garantierten Satz vergütet. Der Solarstrom wird vollständig ins Netz eingespeist, der eigene (private) Bezug von Netzstrom und die damit verbundenen Kosten bleiben durch die PV-Einspeisung unbeeinflusst. Im Netz wird der eingespeiste Strom vom nächstgelegenen Verbraucher (das kann z.B. der eigene Haushalt sein) sofort genutzt und kann so konventionell erzeugten Strom ersetzen.

Die Größe von PV-Anlagen bezieht sich auf die Anlagennennleistung, diese wird in Kilowattpeak (kWp) angegeben. Flächenbedarf: ca. 10 m² pro kWp (Schrägdach, kristalline Technik). Übliche Größe bei privaten Hausdächern: 1 bis 10 kWp. Anlagen auf Freiflächen gehen bis in den Megawattbereich. Ein üblicher spezifischer Jahresertrag im Großraum Nürnberg liegt bei ertragsoptimierten Anlagen zwischen 900 und 950 kWh pro kWp und Jahr.

Solarstrom-Inselanlage

Eine Inselanlage hat keine Verbindung zum öffentlichen Stromnetz. Bei einer Inselanlage findet meistens eine Pufferung des gewonnenen Stromes in Solarbatterien (Akku) statt. Um den Akku vor Überladung zu schützen, ist meist ein Laderegler notwendig. Um schädliche Tiefentladung zu verhindern, ist oft eine Lastabwurfschaltung vorhanden.

Je nach Aufbau der Anlage können nur Gleichstromverbraucher oder mit einem Wechselrichter auch Wechselstromverbraucher oder beide Verbrauchertypen gleichzeitig betrieben werden. Zum Betrieb von Wechselstromverbrauchern wandelt der Wechselrichter die Akkuspannung (meist 12 oder 24 V Gleichspannung) in Wechselspannung um. Diese Wechselrichter sind in der Regel nicht dafür konzipiert mit dem öffentlichen Netzwerk gekoppelt zu werden.

In vielen Kommunen werden z.B. Parkscheinautomaten mit Solar-Inselanlagen betrieben, da diese Form der Energieversorgung billiger ist als die Anschlussverlegung zum öffentlichen Stromnetz. In Wohnmobilen können Solarmodule die Stromversorgung während des Stillstandes übernehmen bzw. ergänzen. Auch Solar-Taschenrechner stellen ein Inselsystem dar.

In Gegenden mit unsicherer elektrischer Versorgung durch das öffentliche Netz bietet es sich an, normalerweise aus dem Netz versorgte Verbraucher bei Stromausfall mit Solarstrom weiter zu betreiben – fällt das Netz aus, so wird die Anlage automatisch oder manuell in den Inselbetrieb umgeschaltet. Hierzu ist ein spezieller Wechselrichter notwendig.

Inselanlagen können auch weitere Formen der Energieerzeugung einbeziehen. So werden häufig kleine Windgeneratoren oder Stromaggregate zur Erhöhung der Versorgungssicherheit eingesetzt.

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