Photovoltaik wird die Basis für eine neue Energiewirtschaft, umweltgerecht und weltumspannend. Photovoltaik ist eine junge Technik und hat das große Potential sich durchzusetzen.
Die Anwendungsbreite ist riesig, jedoch beträgt ihr Anteil an der hiesigen Stromerzeugung unter einem Prozent.
Elektrizität direkt aus dem Sonnenlicht zu gewinnen, wobei keine Schadstoffe entstehen, keine umständliche Aufbereitung notwendig ist und auch kein Lärm entsteht, ist für viele Menschen faszinierend.
Von den Menschen selbst wird es abhängen, ob eines Tages der Übergang zur solaren Weltwirtschaft geschafft wird und ob es gelingt die Energiequelle „Sonne“ in globalem Stil anzuzapfen, die die Erde seit Milliarden von Jahren mit Energie zum Nulltarif versorgt. Nur ein geringer Teil ihrer gesamten Strahlung fällt auf unsere Erde, aber immer noch 10000 mal mehr Energie als wir verbrauchen.
Photovoltaik ist eine Möglichkeit Energie zu gewinnen, die nicht umweltschädlich ist. Sie nutzt eine Energiequelle, die für menschliche Verhältnisse unendlich lange zur Verfügung steht. Um sie müssen keine Kriege geführt werden und sie verursacht keine Umweltkatastrophen. Viele unserer ökologischen Probleme sind Folgen der bisherigen Energieversorgung. Das Waldsterben durch Schwefeldioxid, Klimaveränderungen durch Kohlendioxid, Radioaktivität aus Atomkraftwerken, Meeresverschmutzung durch Tankerunfälle u.s.w. sind Folgen einer einseitigen und durch Lobbyismus beherrschten Energiewirtschaft. Der begrenzte und immer knapper werdende Bestand an fossilen Ressourcen wie Kohle, Erdöl und Erdgas zwingt nun auch diese Energiewirtschaft zum Umdenken. So werden sämtliche, von den Menschen zugänglichen Vorkommen an fossilen Energieträgern bereits im 21.Jahrhundert aufgebraucht und lediglich die Kohlevorräte noch über einen etwas längeren Zeitraum verfügbar sein. Somit werden wenige Generationen sämtliche fossilen Vorräte der letzten Jahrmillionen vollständig ausgebeutet haben.
Die Sonne als natürliche Energiequelle bietet uns Alternativen zur konventionellen Energieversorgung. Photovoltaik, die direkte Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenlicht, ist eine der Alternativen. Sie ist eine bereits heute ausgereifte Technologie. Allerdings wird die Photovoltaik alleine das Energieproblem der Zukunft nicht lösen können. Es muss ein gesunder Mix aus allen regenerativen Energien (Solar, Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme, Brennstoffzellen, u.s.w.) entwickelt und gemeinsam genutzt werden.
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Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Darstellung der Funktionsweise des Photovoltaikprinzips
- 2.1 PV-Anlagen, Strom aus Sonnenlicht
- 2.2 Sonnenstrahlung
- 2.3 Photovoltaischer Effekt
- 3 Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik
- 4 Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen
- 5 Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus
- 5.1 Anlagengröße und Modulauswahl
- 5.2 Wechselrichterdimensionierung
- 5.4 Netzeinspeisung
- 5.5 Erdung und Überspannungsschutz
- 6 Wirtschaftlichkeit
- 7 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Abschlussarbeit befasst sich mit der Dimensionierung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus. Ziel ist es, einen detaillierten Entwurf einer solchen Anlage zu erstellen, inklusive der Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte.
- Funktionsweise des Photovoltaikprinzips
- Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik
- Problematik der Anlagennachführung
- Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage
- Wirtschaftlichkeitsanalyse
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Thematik der Photovoltaik-Anlagen und deren Bedeutung ein. Sie beschreibt den Kontext der Arbeit und die zu behandelnden Aspekte der Dimensionierung einer netzgekoppelten Anlage für ein Einfamilienhaus. Es wird ein Überblick über den Aufbau und die Struktur der Arbeit gegeben.
2 Darstellung der Funktionsweise des Photovoltaikprinzips: Dieses Kapitel erklärt detailliert das Prinzip der Energiegewinnung durch Photovoltaik. Es beschreibt die Funktionsweise von Solarzellen, den photovoltaischen Effekt, und die verschiedenen Arten von PV-Systemen (Insel- und netzgekoppelte Systeme). Die Bedeutung der Sonnenstrahlung und deren Einfluss auf die Energieerzeugung werden ebenfalls umfassend behandelt, inklusive der Aspekte des Sonnenstandes und der Einstrahlung auf die Anlagen. Die technischen Grundlagen des Stromerzeugungsprozesses werden prägnant dargelegt.
3 Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik: Dieses Kapitel analysiert verschiedene Herstellungstechnologien für Solarzellen, einschließlich der Einteilung in Zellarten wie kristalline und Dünnschichtzellen. Es beleuchtet den aktuellen Entwicklungsstand der Photovoltaik-Technologie und deren Herausforderungen. Der Fokus liegt auf den elektrischen Eigenschaften und dem Betriebsverhalten von Solarzellen, inklusive der Darstellung von Ersatzschaltbildern und Kennlinien. Die Ausführungen liefern einen umfassenden Einblick in die Technologie und deren Weiterentwicklung.
4 Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen: Dieses Kapitel befasst sich mit der Thematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen und den damit verbundenen Herausforderungen. Es untersucht, warum die Nachführung von Anlagen sinnvoll ist und welche Einsatzgebiete und Grenzen für Nachführsysteme existieren. Es werden die Vorteile und Nachteile dieser Technologie im Detail erläutert und die Implikationen für die Effizienz der Energiegewinnung besprochen. Der Fokus liegt auf den technischen Aspekten und den Auswirkungen auf die Gesamtanlagenleistung.
5 Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus: In diesem zentralen Kapitel wird die Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus detailliert beschrieben. Es werden die Kriterien für die Wahl der Anlagengröße und der Module erläutert, sowie die Dimensionierung des Wechselrichters. Die Themen Netzeinspeisung, Erdung und Überspannungsschutz werden ausführlich behandelt. Die Kapitel zeigt den praktischen Aspekt der Planung und Umsetzung einer solchen Anlage auf.
6 Wirtschaftlichkeit: Dieses Kapitel widmet sich der Wirtschaftlichkeitsanalyse der geplanten Photovoltaikanlage. Es beinhaltet die Ertragsabschätzung unter verschiedenen Szenarien, einschließlich der Berücksichtigung von Kapitalverzinsung. Der Fokus liegt auf der langfristigen Rentabilität und der Abschätzung der Kosten-Nutzen-Relation der Anlage. Es liefert die notwendigen Daten zur Beurteilung der finanziellen Aspekte des Projekts.
Schlüsselwörter
Photovoltaik, Solarzellen, Netzgekoppelte Anlage, Dimensionierung, Wirtschaftlichkeit, Sonnenstrahlung, Ertragsberechnung, Wechselrichter, Anlagennachführung.
Häufig gestellte Fragen zur Abschlussarbeit: Dimensionierung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus
Was ist der Inhalt dieser Abschlussarbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der detaillierten Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus. Sie umfasst die Funktionsweise der Photovoltaik, Herstellungstechnologien, die Problematik der Anlagennachführung, die Wirtschaftlichkeitsanalyse und einen konkreten Entwurf der Anlage.
Welche Themen werden im Detail behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Themenschwerpunkte: Funktionsweise des Photovoltaikprinzips (inkl. Photovoltaischer Effekt und Sonnenstrahlung), Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik, Problematik der Anlagennachführung, Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage (inkl. Anlagengröße, Modulauswahl, Wechselrichterdimensionierung, Netzeinspeisung, Erdung und Überspannungsschutz) und die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit ist in sieben Kapitel gegliedert: Einleitung, Darstellung der Funktionsweise des Photovoltaikprinzips, Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik, Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen, Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus, Wirtschaftlichkeit und Zusammenfassung. Jedes Kapitel fasst seine Inhalte prägnant zusammen.
Welche Kapitel geben detaillierte Informationen zur Planung der Photovoltaikanlage?
Kapitel 2 ("Darstellung der Funktionsweise des Photovoltaikprinzips") legt die technischen Grundlagen dar. Kapitel 5 ("Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus") beschreibt detailliert die Planung, inklusive Anlagengröße, Modulauswahl, Wechselrichterdimensionierung, Netzeinspeisung, Erdung und Überspannungsschutz. Kapitel 6 ("Wirtschaftlichkeit") analysiert die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
Welche Arten von Photovoltaik-Systemen werden behandelt?
Die Arbeit konzentriert sich auf netzgekoppelte Photovoltaikanlagen. Die Funktionsweise von Inselsystemen wird im Kapitel zur Funktionsweise des Photovoltaikprinzips erwähnt.
Welche Aspekte der Wirtschaftlichkeit werden berücksichtigt?
Kapitel 6 ("Wirtschaftlichkeit") behandelt die Ertragsabschätzung unter verschiedenen Szenarien und die langfristige Rentabilität der Anlage, inklusive der Kapitalverzinsung und der Kosten-Nutzen-Relation.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?
Schlüsselwörter sind: Photovoltaik, Solarzellen, Netzgekoppelte Anlage, Dimensionierung, Wirtschaftlichkeit, Sonnenstrahlung, Ertragsberechnung, Wechselrichter, Anlagennachführung.
Für wen ist diese Arbeit relevant?
Diese Arbeit ist relevant für Studierende, Ingenieure, Planer und alle, die sich mit der Planung und dem Bau von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen befassen. Sie bietet einen umfassenden Überblick über die technischen und wirtschaftlichen Aspekte.
Wo finde ich detaillierte Informationen zu den Herstellungstechnologien?
Kapitel 3 ("Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik") bietet eine detaillierte Analyse verschiedener Herstellungstechnologien für Solarzellen, einschliesslich kristalline und Dünnschichtzellen, und den aktuellen Entwicklungsstand.
Wie wichtig ist die Anlagennachführung?
Kapitel 4 ("Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen") befasst sich mit den Vorteilen und Nachteilen von Nachführsystemen, den Einsatzgebieten und den Auswirkungen auf die Effizienz der Energiegewinnung.
- Arbeit zitieren
- Roald Naundorf (Autor:in), 2001, Dimensionierung einer Photovoltaik-Anlage mit netzgekoppeltem Betrieb, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/4000
