Solarakademie

  Wenn in Ihrem Haus Solarpaneele installiert sind , ist es wichtig zu wissen, wie man diese richtig wartet. Wenn die Wartung von Solarmodulen vernachlässigt wird, kann dies zu einer verminderten Effizienz und Leistung führen. Es könnte sogar zum Erlöschen Ihrer Garantie führen. Die gute Nachricht ist, dass Solarmodule sehr wenig Wartung erfordern und sich größtenteils von selbst versorgen . Randbemerkung: Die Beauftragung von Fachleuten mit der Durchführung regelmäßiger Inspektionen ist sicherer, wenn Sie Ihre Module auf dem Dach montieren. Wenn Sie beabsichtigen, die Arbeiten selbst durchzuführen, verwenden Sie immer die richtige Sicherheitsausrüstung. Schauen wir uns jetzt Ihre Checkliste an! 1. Erstellen Sie eine Wartungscheckliste Der beste Weg, um sicherzustellen, dass Sie alles erledigen, besteht darin, alles aufzuschreiben. Durch die Verwendung einer etablierten Wartungscheckliste bleiben Sie organisiert und auf dem Laufenden. Einige der in diesem Artikel enthaltenen Schritte stellen hervorragende Ergänzungen dar. Bewahren Sie Ihre Unterlagen für die Checkliste für die Wartung Ihres Solarmoduls auf. Sollte später etwas schief gehen, haben Sie den Nachweis, dass Sie die regelmäßigen Kontrollen durchgeführt haben. Außerdem ist es für Sie einfacher, kleinere Probleme frühzeitig zu erkennen, bevor sie zu einem vollständigen Systemabsturz führen. Wenn Sie einen Fachmann mit der Installation Ihrer Panels beauftragt haben, fragen Sie, ob das Unternehmen einen Wartungsplan anbietet. Viele Unternehmen tun dies, und dazu können jährliche Inspektionen und Reinigungen gehören. Zumindest stellt Ihnen das Unternehmen möglicherweise eine kostenlose Checkliste zur Verfügung. 2. Erfassen Sie die Solarstromerzeugung Die Wattzahlen von Solarmodulen entsprechen dem Best-Case-Szenario an einem klaren Sommertag. Solarmodule produzieren im Allgemeinen weniger Energie. Daher können Sie nur feststellen, ob die Leistung Ihrer Solarmodule nachgelassen hat, indem Sie deren Leistung im Laufe der Zeit messen. Beginnen Sie mit der Leistungsmessung einmal pro Woche oder einmal im Monat um die Mittagszeit. Machen Sie so ein Jahr lang weiter. Hinweis: Die niedrigste Leistungsstufe und die niedrigsten Bedingungen im Vergleich zur höchsten Stufe und den höchsten Bedingungen. Notieren Sie dann den Durchschnitt. Sie wissen nun, wie die typische Leistung in den folgenden Jahren aussieht. Idealerweise verwenden Sie eine benutzerfreundliche Oberfläche, die diese Informationen anzeigt und speichert. Es ist dann einfach, spezifische Trends zu erfassen und entsprechend zu planen. 3. Lesen Sie die Wartungsrichtlinien des Herstellers für Solarmodule Je nach Paneltyp und Marke kann es zu großen Unterschieden in der Art und Weise kommen, wie Unternehmen Ihnen die Pflege ihrer Produkte empfehlen. Anstatt nur Empfehlungen online zu befolgen, prüfen Sie die Informationen für Ihre spezifischen Panels. Das Unternehmen sollte folgende Informationen bereitstellen: • Ob die Paneele begehb...

Der Umwandlungswirkungsgrad einer Photovoltaikzelle (PV) oder Solarzelle ist der Prozentsatz der Sonnenenergie, die auf ein PV-Gerät scheint und in nutzbaren Strom umgewandelt wird. Die Verbesserung dieser Umwandlungseffizienz ist ein zentrales Ziel der Forschung und trägt dazu bei, PV-Technologien gegenüber herkömmlichen Energiequellen kostenmäßig konkurrenzfähig zu machen. FAKTOREN, DIE DIE EFFIZIENZ DER KONVERTIERUNG BEEINFLUSSEN  Nicht das gesamte Sonnenlicht, das eine PV-Zelle erreicht, wird in Strom umgewandelt. Tatsächlich ist das meiste davon verloren. Mehrere Faktoren beim Design von Solarzellen spielen eine Rolle bei der Einschränkung der Fähigkeit einer Zelle, das empfangene Sonnenlicht umzuwandeln. Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren können bei der Konstruktion höhere Wirkungsgrade erreicht werden. • Wellenlänge – Licht besteht aus Photonen – oder Energiepaketen – mit einem breiten Spektrum an Wellenlängen und Energien. Das Sonnenlicht, das die Erdoberfläche erreicht, hat Wellenlängen von Ultraviolett über den sichtbaren Bereich bis hin zu Infrarot. Trifft Licht auf die Oberfläche einer Solarzelle, werden einige Photonen reflektiert, während andere hindurchgehen. Die Energie einiger absorbierter Photonen wird in Wärme umgewandelt. Der Rest verfügt über die richtige Energiemenge, um Elektronen aus ihren Atombindungen zu lösen und so Ladungsträger und elektrischen Strom zu erzeugen. • Rekombination – Eine Möglichkeit für den elektrischen Stromfluss in einem Halbleiter besteht darin, dass ein „Ladungsträger“, beispielsweise ein negativ geladenes Elektron, durch das Material fließt. Ein weiterer solcher Ladungsträger ist als „Loch“ bekannt, das die Abwesenheit eines Elektrons im Material darstellt und wie ein positiver Ladungsträger wirkt. Wenn ein Elektron auf ein Loch trifft, kann es zu einer Rekombination kommen und dadurch ihren Beitrag zum elektrischen Strom aufheben. Die direkte Rekombination, bei der durch Licht erzeugte Elektronen und Löcher aufeinander treffen, sich rekombinieren und ein Photon aussenden, kehrt den Prozess um, bei dem in einer Solarzelle Strom erzeugt wird. Dies ist einer der grundlegenden Faktoren, die die Effizienz einschränken. Die indirekte Rekombination ist ein Prozess, bei dem die Elektronen oder Löcher auf eine Verunreinigung, einen Defekt in der Kristallstruktur oder Grenzfläche treffen, der ihnen die Rekombination und die Freisetzung ihrer Energie als Wärme erleichtert. • Temperatur – Solarzellen funktionieren im Allgemeinen am besten bei niedrigen Temperaturen. Höhere Temperaturen führen zu einer Verschiebung der Halbleitereigenschaften, was zu einem leichten Anstieg des Stroms, aber einem viel stärkeren Abfall der Spannung führt. Auch extreme Temperaturerhöhungen können die Zelle und andere Modulmaterialien schädigen und zu einer kürzeren Betriebslebensdauer führen. Da ein Großteil des auf die Zellen einfallenden Sonnenlichts in Wärme umgewandelt wird, verbessert ein ordnungsgemäßes Wärmema...

  (Wenn Sie darüber nachdenken, in Ihrem Zuhause oder Geschäft auf Solarenergie umzusteigen, wollen Sie das Beste für Ihr Geld.) Glücklicherweise ist Solarenergie dank sinkender Kosten und steigender Effizienz von Photovoltaik- Solarmodulen (PV) billiger denn je . Aber hier ist etwas zu bedenken: Um die tatsächlichen Kosten der Solarenergie herauszufinden, geht es um mehr als nur den Preis der Module und ihre Nennleistung. Zu berücksichtigen ist beispielsweise die Lebensdauer der Panels. Und dann ist da noch der „ Solarenergieertrag “ der Anlage – also wie viel Strom sie im Laufe des Jahres tatsächlich erzeugt. Solarmodule werden nach Effizienz und Leistungsabgabe unter Standardlaborbedingungen bewertet. Natürlich wird Ihre Solaranlage nicht in einem Labor installiert. Es geht nach draußen, wo alle möglichen Dinge den tatsächlichen Solarenergieertrag verändern können. Aus diesem Grund finanziert das Solar Energy Technologies Office (SETO) des Energieministeriums die Forschung an besseren, robusteren Modulen, die länger halten und unter nicht idealen Bedingungen mehr Strom erzeugen können. Lesen Sie weiter, um mehr über drei Möglichkeiten zu erfahren, wie die Außenwelt sich verschwören kann, um Ihren Solarenergieertrag zu kürzen – und wie SETO-finanzierte Projekte an Lösungen arbeiten. Mann, das ist eine heiße Sache Hohe Temperaturen verringern die Spannung einer Solarzelle – was, wie Sie sich vorstellen können, eine schlechte Sache ist. Herkömmliche Solarmodule auf dem Dach können an heißen Sommertagen bis zu 30 Prozent ihrer Stromleistung verlieren. Forscher der Arizona State University versuchen, dieses Problem anzugehen, indem sie die Rückseite – oder untere Schicht – eines Solar-PV-Moduls verbessern, die als elektrischer Isolator dient und das Modul vor Feuchtigkeit und anderen Umweltschäden schützt. Durch die Untersuchung von Rückseitenfolien mit unterschiedlichen Wärmeleiteigenschaften hofft das Team, Solarmodule kühler zu halten und die Leistung bei heißem Wetter zu verbessern. Schmutz tut weh Eine andere Möglichkeit, dass Panels an Leistung verlieren, ist einfach, dass sie schmutzig werden. Die Auswirkungen von „Verschmutzungen“, wie sie in der Solarbranche genannt werden, sind je nach Standort sehr unterschiedlich, Energieausbeuteverluste von 10 Prozent sind jedoch keine Seltenheit. Untersuchungen zu Umweltbedingungen und Verfahren zur Modulwartung könnten uns helfen, besser zu verstehen, wie und warum Module durch Schmutz an Leistung verlieren, was wiederum zu einer besseren Vorhersage der Verschmutzung von einem Solarenergiesystem zum anderen und zu wirksameren schmutzabweisenden Behandlungen für das Glas von PV-Modulen führen könnte . Zwielichtige Situationen Während Hitze und Schmutz die Energieausbeute von Solarmodulen auf ziemlich einfache Weise verringern, ist es bei Schatten etwas komplizierter. Sollte eine schwache Wolke über das Solarmodul ziehen, wird die Leistung einfach reduziert. Manchmal wird das Licht jedoch vollstän...

Die Solarfertigung umfasst die Produktion von Produkten und Materialien entlang der solaren Wertschöpfungskette. Zwar gibt es einige konzentrierende Solarthermie-Produktionsanlagen, der Großteil der Solarproduktion in den Vereinigten Staaten ist jedoch mit Photovoltaik-Systemen (PV) verbunden. Diese Systeme bestehen aus PV-Modulen, Racks und Verkabelungen, Leistungselektronik und Systemüberwachungsgeräten, die alle selbst hergestellt werden. Herstellung von PV-Modulen SILIKON PV Die meisten kommerziell erhältlichen PV-Module basieren auf kristallinem Silizium als Absorbermaterial. Diese Module umfassen mehrere Herstellungsschritte, die typischerweise getrennt voneinander erfolgen. • Polysiliziumproduktion – Polysilizium ist ein hochreines, feinkörniges kristallines Siliziumprodukt, typischerweise in Form von Stäben oder Perlen, abhängig von der Produktionsmethode. Polysilicium wird üblicherweise mit Methoden hergestellt, die auf hochreaktiven Gasen basieren, die hauptsächlich aus metallurgischem Silicium (aus Quarzsand gewonnen), Wasserstoff und Chlor synthetisiert werden. Bei einem Prozess, dem sogenannten Siemens-Prozess, strömt das Silizium-Wasserstoff-Chlor-Verbindungsgas über einen erhitzten Siliziumfaden, bricht die molekularen Bindungen und lagert das Siliziumatom auf dem Faden ab, der schließlich zu einem großen U-förmigen Polysiliziumstab heranwächst. Die Wasserstoff- und Chloratome werden in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet. Damit das Filament das hochreine Poly nicht verunreinigt, besteht auch das Filament selbst aus reinem Silizium. Bei einer anderen Methode sitzen kleine Siliziumkügelchen am Boden eines umgekehrt kegelförmigen Gefäßes, in das ein Gasgemisch aus Silizium und Wasserstoff eingepumpt wird, wodurch die kleinen Kügelchen nahe der Oberfläche schweben. Durch Erhitzen des Gefäßes brechen die Silizium-Wasserstoff-Bindungen auf, was dazu führt, dass sich die Siliziumatome auf den kleinen Kügelchen ablagern, bis sie zu schwer zum Schwimmen sind und auf den Boden des Gefäßes fallen, wo sie geerntet und gebrauchsfertig werden. • Ingot- und Waferproduktion – Um Polysilizium in Wafer umzuwandeln, wird Polysilizium in einen Behälter gegeben, der erhitzt wird, bis das Polysilizium eine flüssige Masse bildet. Bei einem Prozess namens Czochralski-Prozess wird ein großer zylindrischer Barren aus monokristallinem Silizium gezüchtet, indem ein kleiner kristalliner Keim die Oberfläche der Flüssigkeit berührt und ihn langsam nach oben zieht. Bei einem anderen Prozess, der als gerichtete Erstarrung bezeichnet wird, wird die flüssige Masse langsam abgekühlt, bis sie von unten nach oben erstarrt und einen großkörnigen multikristallinen Siliziumblock bildet. Anschließend werden Siliziumbarren mit diamantbeschichteten Drahtsägen in sehr dünne Wafer geschnitten. Das entstehende Silizium-Sägemehl wird Schnittfuge genannt. Die kerfless Wafer-Produktion ist zwar seltener, kann jedoch dadurch erreicht werden, dass gekühlte Schichten aus e...

Solar-Photovoltaikmodule dienen der Stromerzeugung, sind aber nur einer der vielen Teile einer kompletten Photovoltaikanlage (PV) . Damit der erzeugte Strom in einem Haushalt oder Unternehmen genutzt werden kann, müssen eine Reihe weiterer Technologien vorhanden sein. MONTAGESTRUKTUREN  PV-Anlagen müssen auf einer stabilen, langlebigen Struktur montiert werden, die die Anlage tragen und über Jahrzehnte Wind, Regen, Hagel und Korrosion standhalten kann. Diese Strukturen neigen die PV-Anlage in einem festen Winkel, der durch den örtlichen Breitengrad, die Ausrichtung der Struktur und die Anforderungen an die elektrische Last bestimmt wird. Um den höchsten jährlichen Energieertrag zu erzielen, werden die Module auf der Nordhalbkugel genau nach Süden ausgerichtet und in einem Winkel geneigt, der dem örtlichen Breitengrad entspricht. Die Rackmontage ist derzeit die gebräuchlichste Methode, da sie robust, vielseitig und einfach zu konstruieren und zu installieren ist. Es werden immer ausgefeiltere und kostengünstigere Methoden entwickelt. Bei auf dem Boden montierten PV-Anlagen bewegen Tracking-Mechanismen die Module automatisch so, dass sie der Sonne am Himmel folgen, was für mehr Energie und eine höhere Kapitalrendite sorgt. Einachsige Tracker sind typischerweise so konzipiert, dass sie der Sonne von Ost nach West folgen. Zweiachsige Tracker ermöglichen es, dass die Module den ganzen Tag über direkt auf die Sonne ausgerichtet bleiben. Natürlich ist die Nachverfolgung mit höheren Vorabkosten verbunden, und ausgefeilte Systeme sind teurer und erfordern mehr Wartung. Da sich die Systeme verbessert haben, favorisiert die Kosten-Nutzen-Analyse zunehmend die Nachführung von bodenmontierten Systemen.  GEBÄUDEINTEGRIERTE PV Während die meisten Solarmodule in speziellen Montagestrukturen platziert werden, können sie auch direkt in Baumaterialien wie Dächer, Fenster oder Fassaden integriert werden. Diese Systeme werden als gebäudeintegrierte PV (BIPV) bezeichnet. Die Integration von Solarenergie in Gebäude könnte die Material- und Lieferketteneffizienz durch die Kombination redundanter Teile verbessern und die Systemkosten durch die Nutzung vorhandener Gebäudesysteme und Stützstrukturen senken. BIPV-Systeme könnten Strom für Gleichstromanwendungen (DC) in Gebäuden liefern, etwa LED-Beleuchtung, Computer, Sensoren und Motoren, und netzintegrierte effiziente Gebäudeanwendungen unterstützen, etwa das Laden von Elektrofahrzeugen. Bei BIPV-Systemen gibt es immer noch technische und kommerzielle Hürden für einen breiten Einsatz, aber ihr einzigartiger Wert macht sie zu einer vielversprechenden Alternative zu herkömmlichen Montagestrukturen und Baumaterialien. Wechselrichter  Wechselrichter werden verwendet, um den von Solar-Photovoltaikmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, der für die lokale Stromübertragung sowie für die meisten Geräte in unseren Häusern verwendet wird. PV-Anlagen verfügen entweder über einen Wechselric...

Wenn Licht auf eine Photovoltaikzelle (PV) – auch Solarzelle genannt – fällt, kann dieses Licht reflektiert, absorbiert oder direkt durch die Zelle gelangen. Die PV-Zelle besteht aus Halbleitermaterial; Das „Halb“ bedeutet, dass es Elektrizität besser leiten kann als ein Isolator, aber nicht so gut leitet wie ein Metall. In PV-Zellen werden verschiedene Halbleitermaterialien verwendet. Wenn der Halbleiter Licht ausgesetzt wird, absorbiert er die Lichtenergie und überträgt sie auf negativ geladene Teilchen im Material, sogenannte Elektronen. Diese zusätzliche Energie ermöglicht es den Elektronen, als elektrischer Strom durch das Material zu fließen. Dieser Strom wird durch leitende Metallkontakte – die gitterartigen Leitungen einer Solarzelle – entnommen und kann dann zur Stromversorgung Ihres Hauses und des restlichen Stromnetzes verwendet werden. Der Wirkungsgrad einer PV-Zelle ist einfach die Menge an elektrischer Energie, die aus der Zelle austritt, im Vergleich zur Energie des auf sie gerichteten Lichts. Dies gibt an, wie effektiv die Zelle Energie von einer Form in die andere umwandelt. Die von PV-Zellen erzeugte Strommenge hängt von den Eigenschaften (wie Intensität und Wellenlänge) des verfügbaren Lichts und mehreren Leistungsmerkmalen der Zelle ab. Eine wichtige Eigenschaft von PV-Halbleitern ist die Bandlücke, die angibt, welche Lichtwellenlängen das Material absorbieren und in elektrische Energie umwandeln kann. Wenn die Bandlücke des Halbleiters mit den Wellenlängen des auf die PV-Zelle einfallenden Lichts übereinstimmt, kann diese Zelle die gesamte verfügbare Energie effizient nutzen. Erfahren Sie im Folgenden mehr über die am häufigsten verwendeten Halbleitermaterialien für PV-Zellen. Ein Bild von drei Solarzellen aus unterschiedlichen Siliziummaterialien: Dünnschicht-, monokristallines und polykristallines Silizium. SILIZIUM  Silizium ist mit Abstand das am häufigsten in Solarzellen verwendete Halbleitermaterial und macht etwa 95 % der heute verkauften Module aus. Außerdem ist es das zweithäufigste Material auf der Erde (nach Sauerstoff) und der am häufigsten in Computerchips verwendete Halbleiter. Kristalline Siliziumzellen bestehen aus miteinander verbundenen Siliziumatomen, die ein Kristallgitter bilden. Dieses Gitter sorgt für eine organisierte Struktur, die die Umwandlung von Licht in Elektrizität effizienter macht. Solarzellen aus Silizium bieten derzeit eine Kombination aus hoher Effizienz, niedrigen Kosten und langer Lebensdauer. Es wird erwartet, dass die Module 25 Jahre oder länger halten und nach dieser Zeit immer noch mehr als 80 % ihrer ursprünglichen Leistung produzieren. DÜNNSCHICHT-PHOTOVOLTAIK  Eine Dünnschichtsolarzelle wird hergestellt, indem eine oder mehrere dünne Schichten PV-Material auf einem Trägermaterial wie Glas, Kunststoff oder Metall abgeschieden werden. Derzeit sind zwei Haupttypen von Dünnschicht-PV-Halbleitern auf dem Markt: Cadmiumtellurid (CdTe) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS)....

Was ist Photovoltaik (PV)-Technologie und wie funktioniert sie? PV-Materialien und -Geräte wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Ein einzelnes PV-Gerät wird als Zelle bezeichnet. Eine einzelne PV-Zelle ist normalerweise klein und erzeugt typischerweise etwa 4 oder 5 Watt Leistung. Diese Zellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien und sind oft weniger als vier menschliche Haare dick. Um viele Jahre im Freien standzuhalten, werden die Zellen zwischen Schutzmaterialien aus einer Kombination aus Glas und/oder Kunststoff eingebettet. Um die Leistung von PV-Zellen zu steigern , werden sie in Ketten zu größeren Einheiten, sogenannten Modulen oder Panels, zusammengeschaltet. Module können einzeln verwendet werden, oder mehrere können zu Arrays verbunden werden. Anschließend werden ein oder mehrere Solarmodule als Teil einer kompletten PV-Anlage an das Stromnetz angeschlossen. Aufgrund dieser modularen Struktur können PV-Systeme so gebaut werden, dass sie nahezu jeden Strombedarf, ob klein oder groß, decken. PV-Module und -Arrays sind nur ein Teil einer PV-Anlage . Zu den Systemen gehören auch Montagestrukturen, die die Module zur Sonne richten, sowie Komponenten, die den von den Modulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandeln, der zum Betrieb aller Geräte in Ihrem Gebäude verwendet wird heim.