Täglich scheint die Sonne auf die Erde herab. Die Energie in den Photonen der Sonne kann in elektrische Energie umgewandelt werden. Der Fachausdruck für diesen Prozess nennt sich fotovoltaischer Effekt.

Seit dem ersten öffentlich erhältlichen Sonnenkollektor im Jahre 1960 wurden Forschungen zum Thema photovoltaische Energie(insbesondere durch Pratt & Schaeffer 51) betrieben und Theorien stehts weiterentwickelt. Die konstante Forschung auf diesem Gebiet brachte stets verbesserte und effizientere Wege hervor und machte Sonnenkollektoren erschwinglicher für die breite Masse, auch wenn der Preis doch relativ hoch ist. Heutzutage geht die Forschung nach neuen Wegen für die Fotovoltaische Energie weltweit weiter. Da die meisten von uns keine Studien zu diesem Thema auf dem Niveau von atomischen Reaktionen betreiben, gibt es andere alltägliche Wege um zu helfen- indem man Sonnenenergie versteht und dieses Wissen mit Anderen teilt und indem man anderen Interessierten dabei hilft auf Solar- oder Fotovolatische Systeme zuzugreifen.

Dieser Artikel befasst sich mit den Komponenten von Fotovoltaischen Systemen, erläutert ihre Rolle und Signifikanz und dient als erste Anleitung für diejenigen, die an Solarenergie interessiert sind und auf diesem Gebiet investieren möchten.

Komponenten von Fotovoltaischen Systemen

Zelle
Schmale Quadrate, Disken oder Streifen aus halbleitendem Material, welches elektrische Spannung generiert sobald es dem Sonnenlicht ausgesetzt wird.
Kollektoren
Anordnung von fotovoltaischen Zellen die mit einer klaren Substanz (Lasierung) und einem verkapselndem Substrat beschichtet sind.
Solarmodul
Eine oder mehrere Kollektoren die unter einem bestimmten Spannungsgrad miteinander verbunden sind.
Ladungsregulierer
Reguliert Batterieladung und kontrolliert die Höhe der Spannung für Batterien.
Wiederaufladbare Batterie
Eine Art von Batterie die auf einem hohen Kapazitätsgrad ab- und wieder aufgeladen werden kann ohne dabei der Batterie selbst zu schaden.
Umkehrer
Konvertiert Gleichstrom zu Wechselstrom.
Ladung
Elektrische Komponente in einer Leitung, die Energie aus dieser Letung hervorbringt.
Die meisten Ladungen könenn an und abgeschaltet werden, so wie z.B. Glühbirnen.
Ladungen kommen entweder in Form von Gleich- oder Wechselstrom.
Schutzschaltungen und Sicherungen
Zwei Arten von Schutz vor Überladung.
Wenn eine Leitung eine bestimmte Stromstärke überschreitet öffnet sich die Sicherung und lässt keine weiteren Stromflüsse zu. Wenn eine Sicherung "herausspringt", muss diese ersetzt werden und die Schutzschaltung neu eingestellt werden.
Trennschalter
Ein Sicherheitsschalter der die verschiedenen Komponenten einer Solaranlage voneinander trennt für Situationen wie z.B Reparaturen und Wartung.
Eine Sicherheitsschaltung kann als Trennschalter benutzt werden.
Messgerät
Ein Druckmesser, der anzeigt von wo Energie herangezogen wird und wie diese Energie von der Leitung bezogen wird.

Lage der Solaranlage

Sonneneinstrahlung
Sobald die Sonne auf die Erde trifft, nennt sich dieses Phenomen INSOLATION. Insolation kann als Energiestärke beschrieben werden und in Watt pro Quadratmeter ausgedrückt werden (W/m2) und wird, insbesondere in der Fotovoltaik, oft als durchschnittliche Tagesstärke (im Monat) angegeben. So erhalten wir 1,000 W/m2 wenn man 100% vole Sonneneinstrahlung erhält. (Pratt & Schaeffer 56).
Bei der Analyse der Lage einer fotovoltaischen Anlage ist es wichtig zu wissen in welchem Monat die Sonneneinstrahlung am stärksten und niedrigsten ist oder wann der durschschnittliche Betrag der Sonneneinstrahlung am höchsten/niedrigsten sein wird. Diese Information ist wichtig bei der Beurteilung des Neigungswinkels der Solarkollektoren. Bei der Beurteilung des Nutzens einer Solaranlagen, ist es essentiell zu wissen was die durchschnittliche Tageseinstrahlung bei voller Sonneneinstrahlung und bei schlechtem Wetter ist. Die Informationen zur Sonneneinstrahlung helfen dabei einen perfekten Winkel für die Anlage zu finden, so dass das größt möglichste Potential aus dem fotovolaischen System geschöpft werden kann.
Höchste Sonneneinstrahlung
Die höchste und längste Sonneneinstrahlung über einen ganzen Tag gesehen.
Mittagssonne
Die Mittagssonne herrscht, wenn die Sonne den höchsten Punkt am Himmel erreicht und die Strahlen am stärksten sind. Um die Mittagssonne zu bestimmen nimmt man die Zeit von Sonnenaufganz bis Sonnenuntergang und teilt diese durch zwei.

Datenerfassung

Daten zur Solarsonnenbestrahlung
Es sollte festgestelt werden welcher Monat im Durchschnitt die geringste Menge an Sonneneinstrahlung hat. Dieser ist der Monat in dem du eine Solaranlage errichten solltest die das ganze Jahr über verwendet werden soll. (Wenn du die Anlage nur in einer bestimmten Jahreszeit verwenden möchtest, dann ermitle den Monat mit geringster Sonnenbestrahlung für den jeweiligen Zeitraum)
Anordnung und Lage der Solarplatten
Sonne/Wolken: Es ist wichtig die Sonneneinstrahlung und die Wolkenverdeckung abzuschätzen. Für große Städte zum Beispiel, kannst man diese Informationen über das Internet einholen.
Schatten: Du solltest eine Position wählen die in unmittelbarer Nähe zu der Ladun ist. Die WICHTIGSTE Sache, die zu berücksichtigen ist, ist die Schattensituation an dem Ort der Anlage. Schatten auf den Solarplatten kann die Menger der erzeugten Energie drastisch vermindern. Schon ein geringer Schatten kann die erzeugte Energie um 80% verringern. Als allgemeine Regel sollten die Solarplatten von 9 bis 15 Uhr frei von Schatten sein. Dies ist der optimale Zeitrahmen um Sonnenlicht einzufangen und wird Solarfenster genannt.

Photovoltaische Modul

Eine photo-voltaische Anlage kann direkt mit einer Gleichstromanlage verbunden werden, wenn die Energie nur benutzt werden soll wenn tatsächlich Sonne herrscht, und die Anlage nicht sensibel auf große Stromschwankungen reagiert.

Beispiele beinhalten:

Batterien

Batterien werden für jedes mögliches System angefordert, das irgendeine Art der Speicherkapazität benötigt. Wenn du dein System manchmal benutzen wirst, wenn es möglicherweise nicht das vorhandene Tageslicht geben kann, speichert eine Batterie die Energie von der pv Reihe, um die Lasten zu einer neueren Zeit anzutreiben.

Zweck/Wert
Tage der Autonomie
Batterie-Kapazität (Amperestunde)

Die *The Amperestunde Kapazität ist auf der Batterie aufgeführt.

Rate und Tiefe der Entladung
Umweltbedingungen und Batterie-Bearbeiten

die *Battery Kapazität verringert sich bei den niedrigeren Temperaturen, während Batteriedauer sich erhöht.

Spannungsregler

Zweck/Wert
Der Spannung Regler verhindert, dass die pv Verkleidung die Batterie überlädt, indem er die Spannung reguliert, um unterhalb einer bestimmten Begrenzung immer zu sein. Die Batterie spezifiziert, dass sie nicht fortfahren kann, Strom hinter einer bestimmten Gebühr anzunehmen. Der Spannung Regler senkt den Strom, während er näeher an dieser Begrenzung erreicht, um die Menge des Stroms zu vermindern die Batterie aufladend

Tiefentladesschutz

Zweck/Wert
Eine Niederspannung Trennung verhindert, dass die Batterie zu tief entlädt.
(LVD) ist eine Eigenschaft, die DC Lasten von der Batterie trennen kann, damit entlädt nicht zum Punkt des Schadens ist.
Wenn Batterien zu einem niedrigen entladen werden, kann ein Kontrolleur das gegenwärtige Fließen von der Batterie zur DC Last abstellen.
Das LVD muss zur Behandlung der maximalen Stromstärke fähig sein, oder Strom laden.
Lichter oder Summer auf einem Steuerpult können für kritische DC Lasten anstelle vom LVD benutzt werden. Dieses ist für Geräte wie Kühlräume wichtig, die nicht von einem Spg.Versorgungsteil ohne korrekte Warnung abgeschnitten werden dürfen.

Takte

Zweck/Wert

Ein Messinstrument tritt als eine Lehre auf, die dich informiert über, von wo du deine Energie ziehst und von wie viel Energie an jedem möglichem gegebenen Moment gezeichnet wird.
Volt-Messinstrument

Ladungcontroller

Zweck/Wert

der DC-AC-Wandler

Inverterbekehrter DC zu Wechselstrom. Um alle mögliche Wechselstrombelastungen anzutreiben, muss der Strom über einen Inverter umgewandelt werden.

Watt Ausgang
Spannung Eingang oder Batterie-Spannung

Generator

Ein Generator ist ein wahlweise freigestelltes alternatives Quellen zu einem Spg.Versorgungsteil für die, die Extraversicherung benötigen, dass es die Energie gibt, die für ihr System zuzeiten der Notwendigkeit vorhanden ist.

oben genannte Erscheinen des *The Diagramms, wie eine Wechselstromerzeugung durch den Inverter verdrahtet werden kann, um DC Spannung an die Batterie und DIE DC Lasten zu liefern. Es gibt nur spezifische Inverter, die zu auf diese Art funktionieren fähig sind.

Schaltung

Farbmarkierung
Farbmarkierung aus Ader
DC Wiring 120 AC Wiring
Rot = Positiv Schwarz = warm
Schwarz = Negativ Weiss = Neutral
Grün oder Kupfer = Grund
Drahtdurchmesser

Überstorm Absicherung

Zu viele Lasten oder fehlerhafte Verdrahtung sofort betreiben verursacht einen Sicherung Ausfall, der die Drähte und die Systeme vor der Beschädigung schützt, indem es Überstromschutz in das System integriert.

Sicherungen
Stromunterbrecher
Trennungen
Erdung

das *Grounding begrenzt die Spannungen wegen des Blitzes, der Linie Schwankungen oder des unbeabsichtigten Kontaktes mit höheren Spannung Linien. das *Grounding stabilisiert Spannungen.

Bemessung einen PV Anlange

Zu dein System zu sortieren erfordert sieben Hauptschritte:

  1. , deine elektrische Last schätzend
  2. , die Sonnenenergie schätzend vorhanden
  3. , eine Reihe sortierend
  4. Bearbeitenbatterien
  5. , einen Steuerpult spezifizierend
  6. , einen Inverter sortierend
  7. Bearbeitensystem Verdrahtung und Schalter

Diese worksheets von Sandia Labs führt dich durch die ersten vier Schritte und these führt dich durch die letzten drei Schritte. Ist hier ein Beispiel AC/DC residence design.

Du kannst auf Photovoltaics auch dich beziehen: Entwurf und Installation Manuel, durch SCI.

Advantages von photo-voltaischem Technology

Foto-voltaische Technologie hält einige einzigartige Vorteile über herkömmlichen power-generating Technologien. PV Systeme können für eine Vielzahl von Anwendungen und von Betriebsanforderungen bestimmt werden und können für zentralisierte oder verteilte Stromerzeugung verwendet werden entweder. PV Systeme haben keine beweglichen Teile, sind modular, leicht expandierbar und sogar transportfähig in einigen Fällen. Tageslicht ist frei und keine Geräusche oder Verunreinigung wird von den Betriebs-PV Systemen verursacht. PV Verkleidungen erfordern nicht die Gebrauchfossilienbrennstoffe wie Kohle, Öl oder Erdgas im Energieerzeugungprozeß. Wechselweise haben herkömmliche Kraftstoffquellen eine Reihe Umweltprobleme, nämlich globales des Lebensraums von den Ölüberläufen sich wärmen, saurer Regen, Smog, Wasserverschmutzung, schnell füllende Müllentsorgungaufstellungsorte, Zerstörung und der Verlust von den Naturresourcen verursacht (Solar Energy International 2004). PV Module benutzen Silikon als ihr Hauptbestandteil. Die Silikonzellen hergestellt von einer Tonne Sanderzeugnis so viel Elektrizität wie Burning 500.000 Tonnen Kohle (Solar Energy International 2004). PV Systeme, die gut entworfen und richtig angebracht sind, erfordern minimale Wartung und haben lange Service-Lebenszeiten. Wenn sie richtig (gesäubert und geschützt), pv Verkleidungen beibehalten werden, bis dreißig Jahre dauern können oder länger. Andere Aspekte des Systems, wie die Batterie, haben viel kürzere Lebensdauern und können nach einigen Jahren des Gebrauches ersetzt werden müssen.

Solar Energy International (2004) zeigt an, dass es viel anderen zu betrachten gibt Nutzen, wenn photo-voltaische Technologie gewählt wird:

Disadvantages von photo-voltaischem Technology

Sonnenenergie ist eine ziemlich unerschöpfliche Energiequelle, aber die nicht notwendigerweise übersetzt zu PV seiend die selbe. PV Systeme sind:

Es gibt zwei Nachteile, die in den Ökologelagern hinsichtlich High-Tech PV häufig benutzt sind:

Ausbildung über photo-voltaische Solarzellen

Solar Photovoltaic Open Lectures

Empfehlungen

Web site zu gegenwärtiger Information über PV

Nützliche Regierung Web site auf PV

Wie man PV jetzt leisten

Entwerfen deines eigenen PV Systems

Generell Quellen

Misc

Anwenderbehälter

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