Solarmodul

Was ist ein Solarmodul?

Solarmodule sind paneelförmige Batterien, die durch Umwandlung der Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie Strom erzeugen können.

Solarmodule werden auch als photovoltaische Module bezeichnet. Die Palette der Solarmodule reicht von kleinen Solarmodulen für Privathaushalte, die auf dem Dach eines Hauses montiert werden, bis hin zu industriellen Solaranlagen (eine Kombination aus mehreren Solarmodulen) für Unternehmen und Investoren, die große freie Flächen oder bergiges Gelände nutzen, um große Mengen an Strom zu erzeugen.

Anwendungen von Solarmodulen

Solarmodule werden verwendet, um Strom für den Betrieb elektrischer Geräte zu erzeugen (Verbrauch) und um einen gewissen Nutzen aus der Stromerzeugung zu ziehen, einschließlich des Verkaufs von Strom für kommerzielle Zwecke (Produktion).

Solarmodule lassen sich in drei Haupttypen einteilen, wobei das geeignete Material und die Konstruktion des Solarmoduls je nach Anwendung und Installationsumgebung ausgewählt werden müssen.

• Dachintegrierte Paneele + Speicherbatterien: In Haushalten mit reinen Stromsystemen wird nachts Strom erzeugt und gespeichert, um die hohen Stromrechnungen während des Tages zu senken.
• Solarautos, Taschenrechner und mobile Batterien: Solarmodule werden auf die Geräte montiert, um Strom für den Betrieb der Geräte zu erzeugen.

Funktionsweise der Solarmodule

Solarmodule gewinnen Strom im Allgemeinen durch den photovoltaischen Effekt, bei dem die Lichtenergie des Sonnenlichts auf die Oberfläche des Moduls eingestrahlt wird.

Um die Leistung zu erhöhen, müssen mehrere Solarmodule in Reihe geschaltet werden, um die Spannung zu gewährleisten, und diese Module müssen auch parallel geschaltet werden, um die Strommenge zu gewährleisten. Da es sich bei der gewonnenen Energie um Gleichstrom handelt, ist ein separates Gerät, ein so genannter Power Conditioner (Stromaufbereiter), erforderlich, um die Energie in Wechselstrom für den tatsächlichen Haushaltsgebrauch umzuwandeln.

Es gibt verschiedene Prinzipien der Stromerzeugung mit Solarmodulen.

Es gibt mehrere Arten, darunter das siliziumbasierte System, das seit vielen Jahren in verschiedenen Formen verwendet wird, das verbundbasierte System, das auf eine Kostenreduzierung abzielt, und das organische System, das dünner und flexibler gemacht und zur Aufwertung eingefärbt werden kann, aber das kristalline siliziumbasierte System wird hauptsächlich wegen seiner Produktionskosten und seiner Energieumwandlungseffizienz verwendet.

1. Auf Siliziumbasis

Solarmodule auf Siliziumbasis werden, wie der Name schon sagt, aus Silizium hergestellt.

Siliziumbasierte Solarmodule verwenden Siliziumscheiben als Halbleiter und erzeugen Strom durch den photovoltaischen Effekt, wenn Elektronen Lichtenergie absorbieren. Der photovoltaische Effekt wird hauptsächlich durch pn-Übergangs-Photodioden erzielt.

Materialien auf Siliziumbasis werden weiter nach Material und Struktur unterteilt.

• Klassifizierung als Material: Es gibt monokristalline Siliziumtypen, polykristalline Siliziumtypen und amorphe Siliziumtypen.
  Zwischen diesen Typen gibt es Unterschiede: der monokristalline Siliziumtyp hat einen hohen Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung, der polykristalline Typ ist kostengünstig, und der amorphe Siliziumtyp ist dünn und leicht, hat aber eine relativ geringe Stromerzeugungskapazität.
• Klassifizierung nach der Form: Dünnschichtsilizium, Mehrfachsolarzellen usw.
  Der Dünnschicht-Silizium-Typ, der die Produktionskosten senkt, indem er die Siliziumschichten dünner macht, und der Multi-Junction-Typ, der einen hohen Umwandlungswirkungsgrad und ausgezeichnete Temperatureigenschaften hat, indem er verschiedene Arten von Siliziumschichten übereinander legt, von denen jede ihre eigenen Vorteile hat.

2. (Anorganischer) Verbindungstyp

(Anorganische) Solarmodule werden aus anorganischen Verbindungen hergestellt, die kristallines Silizium ersetzen können.

Sie bestehen aus einer Kombination verschiedener anorganischer Verbindungen, wie CIS- und GaAs-Halbleitern. Wie Silizium-basierte Systeme erzeugen auch Verbindungssysteme Strom durch den photovoltaischen Effekt unter Verwendung von Halbleitern.

3. Organische Systeme

Organische Systeme sind Solarmodule, die aus organischen Verbindungen anstelle der oben genannten Silizium- und anorganischen Verbindungen hergestellt werden. Obwohl ihre Lebensdauer und Umwandlungseffizienz ein Problem darstellen, zeichnen sie sich durch zusätzliche Vorteile wie Flexibilität, geringes Gewicht und die Möglichkeit der Färbung aus.

Organische Systeme verwenden organische Farbstoffe zur Erzeugung photovoltaischer Energie. Zwischen zwei Elektroden befindet sich eine Titandioxidschicht, an der der Farbstoff adsorbiert ist, und die Elektronen des Farbstoffs bewirken eine Photoanregung zur Stromerzeugung.

Preise für Solarmodule

Immer mehr Menschen ziehen die Installation von Solarmodulen in Betracht, um ihr Haus mit einer Photovoltaikanlage auszustatten. Gleichzeitig sind viele über den Preis besorgt.

Die Installationskosten umfassen die Material- und Arbeitskosten sowie Abdichtungsmaterial und andere Gemeinkosten. Bei einer installierten Leistung von 5,00 kW liegt der geschätzte Installationspreis bei etwa 14.500 USD.

Wenn Sie sich über die Kosten Gedanken machen, beziehen Sie sich bitte auf die Installationskosten zusammen mit der monatlichen Stromrechnung, den Einnahmen aus dem Stromverkauf und den Wartungskosten. Langfristige Planung ist wichtig, um die Vorteile zu sichern.

Lebensdauer der Solarmodule

Man geht davon aus, dass Solarmodule eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren haben, wobei die längste Lebensdauer etwa 30 Jahre beträgt. Solarmodule, die das Ende ihrer Lebenserwartung erreicht haben, müssen ersetzt werden.

Da sie im Freien installiert sind, ist eine altersbedingte Verschlechterung unvermeidlich. Je nach dem Grad der Verschlechterung kann es sein, dass sie noch vor dem Ende ihrer Lebensdauer ineffizient für die Stromerzeugung werden.

Eine häufige Wartung ist daher für Solarmodule unerlässlich. Im Allgemeinen wird eine regelmäßige Wartung alle vier Jahre empfohlen. Bei einer kostenpflichtigen Wartung belaufen sich die Kosten pro Besuch auf etwa 1.000-2.000 USD.

Wenn Sie Strom speichern oder Einnahmen aus dem Stromverkauf erzielen wollen, ist es wichtig, die Lebensdauer der Anlage so weit wie möglich zu verlängern, um eine zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten.

Solarmodule und Akkumulatoren

Mit der Installation von Solarmodulen für den Hausgebrauch begann auch die Verbreitung von Akkumulatoren. Eine Vorrichtung zur Speicherung von Strom ist sowohl für den Eigenverbrauch als auch für den Verkauf von Strom erforderlich. Viele Menschen ziehen daher den kombinierten Kauf von Solarmodulen und Akkumulatoren in Betracht.

Im Laufe der Zeit ziehen immer mehr Menschen Speicherbatterien für den Eigenverbrauch in Erwägung.