Aufbau und Komponenten einer PV Anlage

„Die Kraft der Sonne nutzen: Die Struktur einer Photovoltaikanlage entmystifizieren“

In Zeiten der Energiewende ist die Umstellung auf saubere und nachhaltige Energiequellen wichtiger denn je. Unter den verschiedenen verfügbaren Optionen für erneuerbare Energien sticht Solarenergie als vor allem leistbare, aber auch zuverlässige und umweltfreundliche Wahl hervor. Photovoltaik (PV)-Systeme,  erfreuen sich aufgrund ihrer einfachen Aufbauart großer Beliebtheit. In diesem Blogbeitrag tauchen wir tief in den Aufbau einer Photovoltaikanlage ein und erklären den prinzipiellen Aufbau aber auch die Funktion ihrer einzelnen Komponenten.

Prinzipieller Aufbau 

PV - Anlagen sind im Prinzip in folgender Reihenfolge aufgebaut:

A)  administrativer Teil:

• Zählpunkt beantragen - Beantragen eines Einspeise- Zählpunktes beim Netzbetreiber (zB. Netz Oberösterreich, Linz Netz, Netz NÖ usw. ). Hier wird beim Netzbetreiber die mögliche Einspeiseleistung angefragt und von diesem die Möglichkeit kundgetan. Es kann durchaus eine vorübergehende Rückspeisebegrenzung notwendig werden, bis zum Ausbau der Netzkapazität (häufig zB 4 kW). Dies heist, dass vorläufig nur 4 kW eingespeist werden dürfen, jedoch kann eine größere Anlage gebaut werden und die Mehrleistung selbst verbraucht oder in einer Batterie gespeichert werden. 
• Förderung beantragen - PV anlagen können eine Förderung erhalten  - die Beantragung kann unter OeMAG Abwicklungsstelle für Ökostrom eingereicht werden. Meist ist es erforderlich, den Antrag vor Bestellung der Anlage zu stellen, da es eine Ivestitions Anregung sein soll. Hier gelten jedoch eventuell temporär unterschiedliche Regelungen die auf der OeMAG Homepage kund getan werden. 
• Bestellen der Anlage. Bei Beantragung einer ÖeMAG Förderung ist auch die Montage von einer Fachfirma zu bestellen. 
• Installation der Anlage
• Inbetriebnahme, Überprüfung und Abnahme durch ein befähigtes Unternehmen. Abhängig vom Netzbetreiber kann die Anlage unter Umständen im Parallelbetrieb mit 0 Einspeisung, als reine Eigenverbrauchsanlage bereits betrieben werden. 
• Einspeisevertrag mit einem Energieversorger abschließen. Der überschüssige Strom, der nicht selbst verbraucht wird und ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird, muss an einen Stromlieferanten geliefert werden. Dazu ist wie beim Bezug  ein Liefervertrag notwendig. Es kann zB ebenfalls mit der OeMAG oder EVN, Energie AG usw. dieser Vertrag online abgeschlossen werden. 
• Fertigstellungsmeldung - Die Fertigstellungsmeldung muss über das Installationsdokument von einem konzessionierten Elektrounternehmen oder einer Person mit ET-Befähigungsprüfung gezeichnet und eingereicht werden. 
• Förderung Antrag vervollständigen. Dazu sind die technischen Unterlagen der Anlage, die Fertigstellungsmeldung, Fotos, Rechnungen + Überweisungsbestätigungen hochzuladen.  

B) technischer Teil:

• PV Module (Generator genannt)
• Unterkonstruktion  - Halten die Solarmodule an ihrem Standort (Dach, Freifläche ect.)
• PV Kabel  - PV Kabel (Spezifikation H1Z2Z2-K) + Steckverbindungen (MC4). Mit diesen Kabeln und Steckern werden PV Module - Überspannungsableiter - Wechselrichter und gegebenenfalls Batterien verbunden. 
• Generatoranschlusskasten = Überspannungsableiter - dieser wird direkt am Eintritt ins Hausinnere gesetzt und leitet Überspannung (zB bei Gewitter) ab und schützt somit nachfolgende Komponenten und Anlagenteile.
• Wechselrichter (auch Inverter genannt). Es stehen vor allem Stringwechselrichter und Hybridwechselrichter 1 Phasig (230V) oder 3 Phasig (400V) zur Verfügung (andere Typen werden in einem gesonderten Blog Beitrag behandelt). Wenn Sie eine Batteriespeicheranlage einbinden möchten, greifen Sie zum Hybridwechselrichter. Ansonsten genügt ein Stringwechselrichter. Hier sind Sie mit der Stromversorgung auf den Sonnenschein angewiesen. Ein Hybridsystem in Verbindung mit einem Batteriespeicher kann die Stromversorgung auch Abends, Nachts oder an trüben Tagen gewährleisten.
• Anschlusskabel  - Wechselstrom- / Drehstromkabel entweder 3 (230V) oder 5 Adrig (400V)
• Anschluss am/im Zählerschrank  - Der Wechselrichter wird im Zählerschrank über Leitungsschutzschalter angeschlossen (zur Absicherung der Verbindungskabel vom Wechselrichter zum Zählerschrank) 

Die Auswahl, welche Komponente in Welcher Leistungsklasse notwendig oder Vorschrift ist, sollte ein Fachmann durchführen. 

Beschreibung der einzelnen Komponenten. 
Photovoltaikmodule
Das Herzstück jeder PV-Anlage sind die Solarmodule bzw. Photovoltaikmodule. Diese Panels bestehen aus zahlreichen Solarzellen aus Halbleitermaterialien, typischerweise Silizium. Bei Sonneneinstrahlung erzeugen diese Zellen Gleichstrom (DC- Strom) durch einen Prozess, der als photovoltaischer Effekt bekannt ist. Je mehr Sonnenlicht sie erhalten, desto mehr Strom produzieren sie.

Unterkonstruktion - Montagematerial
Das Montagematerial ist das Rückgrat einer PV-Anlage und hält die Solarmodule fest an ihrem Platz. Diese Komponenten bestehen in der Regel aus langlebigen Materialien wie Aluminium oder Edelstahl, um verschiedenen Wetterbedingungen standzuhalten und strukturelle Integrität zu gewährleisten

Die Montagestruktur sorgt aber auch dafür, dass die Paneele im optimalen Winkel und in der optimalen Ausrichtung positioniert werden, um die Energieerzeugung zu maximieren. Die richtige Montage trägt auch zur Belüftung bei, reduziert den Wärmestau und erhöht die Effizienz des Panels.

Generatoranschlusskasten (Überspannungsableiter)
Überspannungsableiter, oder auch Generatoranschlusskasten (GAK) genannt, müssen an der Hauseintrittstelle montiert werden und dienen dem Schutz nachfolgender Komponenten und dem Brandschutz. Hier werden vor allem fertige GAK mit Überspannungsableiter der Firma DEHN und PhönixContact verwendet.

Wechselrichter (Inverter)
Während Sonnenkollektoren Gleichstrom erzeugen, verwenden die meisten unserer Haushaltsgeräte und das Stromnetz Wechselstrom (AC Netz). Um diese Lücke zu schließen, brauchen wir einen Wechselrichter. Die Hauptfunktion des Wechselrichters besteht darin, den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, der zur Stromversorgung Ihres Hauses verwendet oder in das Netz eingespeist werden kann. Wechselrichter gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter String-Wechselrichter, Mikro-Wechselrichter und Leistungsoptimierer, Hybridwechselrichter, aber auch DC-DC Wechselrichter, jeder mit seinen eigenen Vorteilen und Anwendungsfällen..

Hybridwechselrichter (optional)
In Inselnetz- oder Hybridsystemen mit Batteriespeicher kann ein Solarladeregler eingesetzt werden. Dieses Gerät reguliert den Stromfluss von den Solarmodulen zu den Batterien, verhindert so ein Überladen und optimiert die Batterielebensdauer. Dies ist besonders wichtig an abgelegenen Orten, an denen eine zuverlässige Stromquelle unerlässlich ist.

Batterien (optional)
Für diejenigen, die überschüssige Energie ihrer PV-Anlage speichern möchten, sind Batterien eine entscheidende Komponente. Solarbatterien wie Lithium-Ionen (LiFePo4) Speicher speichern an sonnigen Tagen überschüssigen Strom für die Nutzung in der Nacht oder bei bewölktem Himmel und sorgen so für eine kontinuierliche Stromversorgung.

Überwachungssystem
Moderne PV-Anlagen verfügen über Online-Überwachungssysteme, die es Hausbesitzern ermöglichen, ihre Energieproduktion und ihren Energieverbrauch in Echtzeit zu verfolgen. Mithilfe dieser Daten können Benutzer ihren Energieverbrauch optimieren und die Leistung des Systems beurteilen. Einige Überwachungssysteme können sogar potenzielle Probleme erkennen und so die Wartungseffizienz verbessern.

Zählerschrank / Verteiler und Netzanschluss
Der Zählerschrank Anschluss, auch Verteilerschrank genannt, verbindet die PV-Anlage mit dem elektrischen System Ihres Hauses. Über diese Verbindung kann der vom Wechselrichter erzeugte Wechselstrom zur Stromversorgung Ihrer Haushaltsgeräte genutzt werden. Überschüssiger Strom kann auch in das Netz zurückgespeist werden, wodurch Sie je nach Standort und Energieversorger Gutschriften oder Einnahmen durch Net Metering oder Einspeisetarife erhalten.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Photovoltaikanlage eine bemerkenswerte Technologie ist, die die Kraft der Sonne nutzt, um sauberen und nachhaltigen Strom zu erzeugen. Seine Struktur besteht aus verschiedenen Komponenten, die harmonisch zusammenarbeiten, um Sonnenlicht in nutzbaren Strom für Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen umzuwandeln. Da die Solartechnologie weiter voranschreitet, können wir in Zukunft mit noch effizienteren und erschwinglicheren PV-Systemen rechnen, was den Übergang zu erneuerbaren Energiequellen und einem grüneren Planeten weiter beschleunigen wird.