Photovoltaik und die damit verbundenen Komponenten werden in dieser Ausarbeitung näher erläutert. Es wird auch auf die Wichtigkeit und Kriterien hingewiesen, nach denen eine Auswahl der verschiedenen Komponenten stattfinden sollte, des Weiteren wird auch auch auf die Funktionsweise der Komponenten eingegangen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung – Motivation
2. Solarmodule
2.1. Geschichte, Beschreibung und Funktion von PV-Modulen
2.2. Beschreibung und technische Funktion
2.3. Modulstruktur/-formen
2.4. Statistiken
2.5. Vor-/ Nachteile von PV Anlagen
2.6. Hersteller- und Lieferantenvergleich (vom 25.12.2011)
2.7. Online PV Handelsportale
2.8. Hersteller und Lieferanten (Leistungsübersicht)
2.9. Kennwerte der Solarmodule
2.10. Modulauswertung
3. Prüfverfahren und Zertifikate
3.1. Prüfverfahren und Zertifikate
3.2. CE Kennzeichnung
3.3. OEM Zertifikat
4. Dachauswertung und Befestigungsmöglichkeiten
4.1. Allgemeines zu Ausrichtungen und Dachneigungen
4.2. Statische Kriterien und Prüfungen
4.3. Verschattungen
4.4. Problematik von Schatten
4.5. Flachdächer
4.6. Schrägdächer
5. Wechselrichter
5.1. Europäischer Wirkungsgrad
5.2. Arten von Wechselrichtern
5.3. Wechselrichtervergleich
6. Zähler
7. Finanzierungsmöglichkeiten
7.1. Finanzierung aus eigenen Mitteln
7.2. Fremdfinanzierung
7.3. Fördermittel (Umweltbank, KfW, GLS Bank)
7.4. KfW
7.5. GLS Bank
7.6. Umweltbank
8. Wirtschaftlichkeit
8.1. Förderungen nach dem EEG
8.2. Änderungen/Zusätze aus dem eeg-2012
8.3. Vergütungsätze des Eigenverbrauchs
9. Betriebskosten
9.1. Versicherungskosten
9.2. Wartung
9.3. Reinigung
9.4. Umsatzsteuer
10. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Bachelorarbeit zielt darauf ab, ein fundiertes Grundwissen über die zentralen Komponenten von Photovoltaikanlagen zu vermitteln und Entscheidungskriterien für deren Auswahl und Wirtschaftlichkeit bereitzustellen. Im Kern steht die Forschungsfrage, welche technischen und wirtschaftlichen Aspekte für die erfolgreiche Planung und Installation einer privaten PV-Anlage entscheidend sind.
- Technische Grundlagen und Funktionsweise von Solarmodulen
- Kriterien für die Auswahl von Modulen, Wechselrichtern und Befestigungssystemen
- Analyse von Standortfaktoren wie Ausrichtung, Dachneigung und Verschattung
- Betrachtung von Wirtschaftlichkeit, Finanzierung und betrieblichen Kosten
Auszug aus dem Buch
2.2. Beschreibung und technische Funktion
In diesem Abschnitt soll nun die technische Vorgehensweise, die in einem Modul stattfindet, näher erläutert werden. Hierzu gibt es einige sehr gute Erklärungen:
„Dem Photovoltaikprozess liegt der photovoltaische Effekt in Halbleitermaterialien zugrunde. Halbleitermaterialien absorbieren einen Teil des auf die Zelle einfallenden Lichts. Dadurch werden Elektronen freigesetzt, die den Fluss einer elektrischen Ladung durch das Material ermöglichen. Photovoltaikzellen besitzen ein integriertes elektrisches Feld, das die durch Lichtabsorption freigesetzten Elektronen in eine bestimmte Richtung zwingt. Das Feld entsteht durch die so genannte Dotierung (die kontrollierte Einbringung von Verunreinigungen) von Silizium mit Elementen wie Phosphor oder Bor, durch die N oder P-Bereiche entstehen. Legt man nun an die Ober- und Unterseite der Photovoltaikzelle Metallkontakte an, kann der erzeugte elektrische Strom durch einen externen Stromkreis geleitet und nutzbar gemacht werden.“8 Gut sichtbar ist das System in folgender Darstellung:
Nur durch das „Wandern“ der negativen Elektronen auf die eine und der positiven Ladungsträger auf die andere Seite (vergleichbar mit einem Plus- und Minuspol wie bei einer Batterie) wird Strom erzeugt. „Die Stromstärke ist allerdings proportional zur Lichtstarke – je mehr Sonnenschein, desto mehr Solarstrom.“9 Mehr dazu folgt im Kapitel über „Verschattung“.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung – Motivation: Dieses Kapitel motiviert die Themenstellung durch den stetig wachsenden Markt für erneuerbare Energien und leitet die zentralen Forschungsfragen der Arbeit ab.
2. Solarmodule: Hier werden die Geschichte, technische Grundlagen, verschiedene Modultypen, Marktstatistiken sowie Auswahlkriterien und Handelsportale für Solarmodule detailliert behandelt.
3. Prüfverfahren und Zertifikate: Das Kapitel erläutert die Bedeutung von Qualitätsstandards, IEC-Zertifizierungen und der CE-Kennzeichnung für die Zuverlässigkeit von PV-Modulen.
4. Dachauswertung und Befestigungsmöglichkeiten: Es werden statische Anforderungen, die Bedeutung von Dachneigung und Ausrichtung sowie verschiedene Montagesysteme für Flach- und Schrägdächer beschrieben.
5. Wechselrichter: Dieses Kapitel befasst sich mit der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, der Bedeutung des europäischen Wirkungsgrads und einem Vergleich verschiedener Wechselrichterkonzepte.
6. Zähler: Hier wird die notwendige Zähltechnik für PV-Anlagen zur Erfassung der Strommenge und des Eigenverbrauchs thematisiert.
7. Finanzierungsmöglichkeiten: Die verschiedenen Wege zur Investitionsfinanzierung, wie Eigenmittel, Fremdkredite und spezifische Förderprogramme, werden dargestellt.
8. Wirtschaftlichkeit: Dieses Kapitel analysiert die Rentabilität, die Einspeisevergütungen nach dem EEG sowie die spezifischen Regelungen zur Vergütung des Eigenverbrauchs.
9. Betriebskosten: Hier werden laufende Kostenfaktoren wie Versicherungen, Wartung, Reinigung und steuerliche Aspekte untersucht.
10. Fazit: Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse und einem Ausblick auf die zukünftige Entwicklung und noch offene Fragen des Solar-Marktes.
Schlüsselwörter
Photovoltaik, Solarmodule, Wechselrichter, EEG, Einspeisevergütung, Eigenverbrauch, Wirtschaftlichkeit, Finanzierung, Montage, Verschattung, Wirkungsgrad, Zertifizierung, Erneuerbare Energien, Betriebskosten, Nachhaltigkeit.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die technischen und wirtschaftlichen Grundlagen für die Planung und Installation von Photovoltaikanlagen auf privaten Dächern.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zu den Schwerpunkten zählen Modultechnik, Wechselrichterkonzepte, Montageverfahren, Finanzierungsoptionen und die wirtschaftliche Rentabilität unter Berücksichtigung des EEG.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist es, ein Verständnis für die Komponenten zu vermitteln und Kriterien zu liefern, anhand derer Interessierte die Eignung und Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage für ihr Gebäude beurteilen können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine fundierte Facharbeit, die aktuelle Marktdaten, technische Spezifikationen und gesetzliche Rahmenbedingungen auf Basis von Literaturrecherche und Produktvergleichen analysiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in technische Komponenten (Module, Wechselrichter, Befestigung, Zähler) sowie ökonomische Aspekte (Finanzierung, Förderung, Betriebskosten).
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich primär durch Begriffe wie Photovoltaik, Eigenverbrauch, Einspeisevergütung, Wirtschaftlichkeitsrechnung und Anlagentechnik beschreiben.
Welche Rolle spielen die unterschiedlichen Modularten für die Wirtschaftlichkeit?
Unterschiedliche Modularten wie monokristalline, polykristalline oder Dünnschichtmodule variieren in Wirkungsgrad, Preis und Verhalten bei schwachem Licht oder Wärme, was direkte Auswirkungen auf den Ertrag hat.
Warum ist der Neigungswinkel des Daches für den Ertrag so wichtig?
Der Neigungswinkel beeinflusst maßgeblich die Sonneneinstrahlung; bereits geringe Abweichungen vom optimalen Winkel (ca. 30° nach Süden) können zu signifikanten Ertragsminderungen führen.
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- Irfan Atahan (Author), 2012, Erneuerbare Energien. Photovoltaik-Anlagen und ihre Komponenten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/200234
