Überall, wo Sie hinschauen, sehen Sie immer mehr Sonnenkollektoren, die aus dem Boden schießen. Die meisten Menschen wissen bereits, dass Sonnenkollektoren Strom erzeugen und in Haushalten und Unternehmen installiert werden können, um Geld bei den Stromrechnungen zu sparen.
Aber wenn Sie der neugierige Typ sind und sich fragen: "Wie funktionieren Sonnenkollektoren?", lesen Sie weiter, während wir in diesem Blog einige der Geheimnisse rund um die Solarenergie aufdecken.
Wie funktionieren Solarmodule: von Anfang an
Schauen wir uns zuerst die Sonne an. Es ist ein riesiger Kernreaktor, 93 Millionen Meilen von uns entfernt, der Energie in Form von winzigen Paketen, Photonen genannt, in alle Richtungen schleudert.
Genug dieser Photonen erreichen stündlich die Erdoberfläche, um mehr Strom zu liefern, als wir weltweit in einem ganzen Jahr verbrauchen.
Der Trick besteht darin, diese Energie sinnvoll zu nutzen - und genau das tun Sonnenkollektoren.
Wie funktionieren Sonnenkollektoren, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln?
Ein Solarmodul ist eine Ansammlung vieler Photovoltaikzellen (PV), die mit Schutzglas bedeckt und von einem Metallrahmen zusammengehalten werden. Daher lautet die offizielle Bezeichnung für ein Solarmodul „PV-Modul“. Diese PV-Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterial, normalerweise Silizium, das superdünn geschnitten wird.
Jede PV-Zelle hat eine negative Schicht und eine positive Schicht. Die negative Schicht hat zusätzliche Elektronen und die positive Schicht hat Platz für diese Elektronen. Elektrizität bewegt Elektronen. Damit ein Solarpanel Elektrizität erzeugt, brauchen wir nur etwas Energie, um diese Elektronen abzuschlagen, damit sie von der negativen Schicht zur positiven Schicht fließen.
Sag die Sonne. Die Photonen der Sonne, die den ganzen Tag über auf die Oberfläche unseres Planeten fallen, sind der Schlüssel zur Beantwortung der Frage, wie Solarmodule funktionieren.
Die Energie dieser Photonen löst die Elektronen auf der negativen Seite der PV-Zelle und setzt sie in Bewegung, wodurch wir jetzt Strom erhalten. Dies wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet.
Aber das ist erst der Anfang der Geschichte, wie Solarzellen funktionieren, denn diese Elektronen brauchen einen Weg, dem sie folgen können, und die Elektrizität muss in nutzbarer Form vorliegen. Also, wie passiert das?
Der Weg, den wir für die Elektronen erstellen, wird als Stromkreis bezeichnet. Wenn sie die negative Schicht der PV-Zelle verlassen, möchten wir, dass sie durch unsere Lasten (wie unsere Lampen und Geräte) fließen, damit die Elektronen diesen Lasten auf ihrem Weg zur positiven Schicht der PV-Zelle Energie geben können . Zelle.
Der Stromfluss ist wichtig
Die Sonnenkollektoren erzeugen Gleichstrom (DC), aber die Stromerzeugung, die wir in unseren Häusern verwenden, ist Wechselstrom (AC). Um dieses Problem zu lösen, fügen wir unserer Schaltung einen Wechselrichter hinzu. Der Wechselrichter wandelt dann den Gleichstrom in Wechselstrom um.
Der Wechselrichter ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Funktionsweise von Solarmodulen, denn ohne einen Wechselrichter in unserer PV-Anlage können wir mit dem von den Solarmodulen erzeugten Strom nicht viel anfangen.
Wechselrichter gibt es in vielen Formen und Größen, und welcher zu verwenden ist, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter:
- Kosten: Mikro-Wechselrichter bringen mehr Leistung, sind aber im Allgemeinen teurer
- Ob ein Teil des Solarmoduls verschattet ist oder nicht: Jede Verschattung führt zu großen Leistungseinbußen bei der Verwendung eines String-Wechselrichters
Die zwei Haupttypen von Wechselrichtern sind Mikro-Wechselrichter und String-Wechselrichter.
Mikro-Wechselrichter
Mikro-Wechselrichter sind kleine Geräte, die direkt unter einem Solarpanel montiert werden können. Mikro-Wechselrichter sind so konzipiert, dass sie die elektrische Energie von nur einem (oder manchmal zwei) Solarmodulen verarbeiten und den Gleichstrom vor Ort in Wechselstrom umwandeln. Einige Hersteller stellen sogar Solarmodule mit in das Design integrierten Mikro-Wechselrichtern her und bezeichnen sie als „AC-Module“.
String-Inverter
Größere "String"-Wechselrichter, auch bekannt als Zentralwechselrichter, sind darauf ausgelegt, den Gleichstrom vieler PV-Module umzuwandeln. Diese sind in Größen von nur 3 Kilowatt erhältlich, die für 10-12 Solarmodule funktionieren würden, oder in Größen von bis zu 5 Megawatt, die die Leistung von bis zu 20.000 Solarmodulen umwandeln können.
Bei dieser Art von Solar-String-Wechselrichtern würden Sie die Solarmodule in Reihe von „Strings“ schalten und eine Gleichspannung an den Wechselrichter speisen. Der Wechselrichter unterdrückt es dann auf die Wechselspannung, die für das Haus oder Geschäft geeignet ist, in dem das System installiert ist.
Was ist Solareffizienz und was bedeutet sie eigentlich?
Eine Effizienzbewertunge misst den Anteil des Sonnenlichts, das auf die Solarzelle trifft und in nutzbaren Strom umgewandelt wird. Je höher die Effizienz, desto weniger Fläche benötigen die Solarmodule, um Ihren Energiebedarf zu decken, aber desto höher ist der Preis.
Manche Leute assoziieren höhere Wirkungsgrade mit qualitativ hochwertigeren Panels, aber das ist nicht unbedingt richtig. Hohe Effizienz bedeutet, dass Ihre Solar-PV-Anlage weniger Platz auf Ihrem Dach beansprucht. Daher machen sich diejenigen, die in Gebieten mit hoher Dichte leben und nur sehr begrenzten Platz für Solaranlagen haben, im Allgemeinen mehr Sorgen um die Effizienz.
Wie funktionieren Sonnenkollektoren: alles zusammenbinden
Um die Geschichte der Funktionsweise von Solarmodulen zu vervollständigen, wird in einem standardmäßigen netzgekoppelten System der Wechselstrom des Wechselrichters an das Wohn- oder Geschäftsgebäude geliefert. Dieser Wechselstrom liefert die elektrischen Ladungen wie Lichter, Geräte, Computer, Klimaanlagen und Maschinen.
Wenn die Solarmodule mehr Strom erzeugen, als die Verbraucher bei Net Metering verbrauchen, wird die überschüssige Energie an das Energieversorgungsunternehmen zurückgespeist. Dieser überschüssige Strom wird vom Stromzähler erfasst und vom Energieversorger gutgeschrieben. Benötigen die Steuern mehr Strom, als die Solarpanels erzeugen, kommt der zusätzlich benötigte Strom vom Energieversorger und Sie verbrauchen Ihr angesammeltes Guthaben.
Am Ende des Monats rechnet das Elektrizitätsunternehmen die Gutschriften für den von Ihnen abgegebenen Strom und die Kosten für den von Ihnen verbrauchten Strom ab.
Jetzt, da Sie die Antwort auf die Frage "Wie funktionieren Sonnenkollektoren?" haben, finden Sie ein lokales Solarunternehmen, das welche für Sie installiert!