Was ist ein Solargenerator?
Ein Solargenerator (Englisch: Solar Generator) ist ein Gerät, das durch Solarpaneele erzeugten Strom liefert. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um ein Produkt, das einen tragbaren Akkumulator, Sonnenkollektoren und einen Leistungswandler kombiniert. Als Notstromquelle ist die Nachfrage in den letzten Jahren gestiegen.
Anwendungen von Solargeneratoren
Solargeneratoren werden beim Camping und in Katastrophensituationen eingesetzt. Die Sonnenkollektoren erzeugen tagsüber Strom, während die gespeicherte Energie nachts genutzt wird. Sie sind besonders in Notfällen nützlich, da sie kein Stromnetz benötigen.
Solargeneratoren können grob in zwei Typen eingeteilt werden: fest installierte und tragbare. Beispiele für den Einsatz sind:
- Notstromquelle im Falle von Naturkatastrophen
- Unabhängige Stromquelle für netzunabhängige Stromerzeugung
- Stromversorgung für Übernachtungen in Fahrzeugen und beim Camping
Funktionsweise von Solargeneratoren
Ein Solargenerator besteht aus einem Solarmodul, einem Stromspeicher und einem Leistungsaufbereiter. Die Solarmodule wandeln das Sonnenlicht in Strom um, der umgewandelte Strom wird im Akkumulator gespeichert und in eine Spannung umgewandelt, die vom Stromaufbereiter problemlos genutzt werden kann.
Solarmodule werden in zwei Typen unterteilt, nämlich in die auf Siliziumbasis und auf Verbundbasis. Für Solargeneratoren werden Solarmodule aus amorphem und polykristallinem Silizium verwendet.
1. Amorphes Silizium
Hergestellt durch Aufbringen von dünnem amorphem Silizium auf ein Substrat wie z. B. Glas. Es hat zwar einen geringen Umwandlungswirkungsgrad, zeichnet sich aber durch sein geringes Gewicht, seine Produktivität und seine Vielseitigkeit aus. Im Vergleich zu monokristallinem und polykristallinem Silizium sinkt der Umwandlungswirkungsgrad bei der Stromerzeugung auch bei hohen Temperaturen nicht.
2. Polykristallines Silizium
Hierbei handelt es sich um eine kostengünstige Version von Solarmodulen, die aus den bei der Herstellung von monokristallinem Silizium anfallenden Siliziumabfällen hergestellt werden. Sie erzeugen zwar weniger Strom als monokristallines Silizium, können aber zu geringeren Kosten hergestellt werden.
Speicherbatterien für Solargeneratoren
Nicht nur Solarstrom, sondern auch elektrische Energie lässt sich nicht speichern. Es wird immer nur so viel Strom erzeugt, wie das Energieversorgungsunternehmen gerade braucht. Das Energieversorgungsunternehmen plant die Stromerzeugung anhand einer Prognose des Bedarfs.
Bei Solargeneratoren wird der Strom als chemische Energie in Akkumulatoren gespeichert. Das bedeutet, dass der Strom auch bei Stromausfällen aufgrund von Naturkatastrophen wie Erdbeben und Taifunen verfügbar ist.
Speicherbatterien sind jedoch teuer, so dass die Speicherbatterien in Solargeneratoren auch einen großen Teil ihres Preises ausmachen. Außerdem müssen sie temperaturkontrolliert sein, da ihre Lebensdauer von der Temperatur abhängt. In Solargeneratoren werden Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Die Eigenschaften der beiden Batterien werden im Folgenden beschrieben:
1. Blei-Säure-Batterien
Elektrodenplatten aus Blei werden in verdünnte Schwefelsäure eingelegt, die den Elektrolyten darstellt. Als positive Elektrode (Anode) wird Bleidioxid und als negative Elektrode (Kathode) Blei verwendet, und durch eine chemische Reaktion zwischen der verdünnten Schwefelsäure und dem Blei wird Strom erzeugt. Neben Solargeneratoren werden sie auch in Autobatterien und unterbrechungsfreien Stromversorgungen eingesetzt.
Blei-Säure-Batterien sind kostengünstig in der Herstellung, haben aber den Nachteil, dass sie schwer sind. Sie können auch wiederholt aufgeladen und entladen werden, aber ihre Leistung nimmt ab, wenn sie zu stark entladen werden.
2. Lithium-Ionen-Batterien
Hierbei handelt es sich um Akkumulatoren, die Lithium-Übergangsmetalloxide wie Lithiumkobaltat für die positive Elektrode, Kohlenstoffmaterialien wie Graphit oder Graphit für die negative Elektrode und organische Lösungsmittel für den Elektrolyten verwenden. Er lädt und entlädt sich, wenn sich Lithium-Ionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode bewegen.
Neben Solargeneratoren werden sie auch in Smartphone-Batterien verwendet. Lithium-Ionen-Batterien sind klein, leicht und unempfindlich gegen Degradation, aber anfällig für Temperaturschwankungen und teuer. Weitere Arten sind Nickel-Metallhydrid-Batterien und NAS-Akkus.