Unsere Energie beziehen wir heutzutage überwiegend aus fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdgas und Erdöl. Aufgrund der damit verbundenen Umweltbelastungen spielen erneuerbare Energien eine immer größere Rolle.
Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, wie zum Beispiel Windkraft, Wasserkraft, Gezeitenkraftwerke, Geothermische Kraftwerke und die Photovoltaiktechnik. Diese Arbeit befasst sich mit der Photovoltaiktechnik und soll einen kurzen Überblick über die Herstellung von Solarzellen bis hin zur kompletten Zusammenschaltung einer Photovoltaikanlage, die ins öffentliche Energienetz einspeisen kann, geben. Auf Optimierungsmöglichkeiten von einzelnen Komponenten, wie die Wechselrichter, wird nicht eingegangen.
Inhaltsverzeichnis
- Allgemeines
- STC Bedingungen
- Air Mass
- Die Sonnenstrahlung
- Die Sonnenstrahlung auf der Erde
- Standortwahl einer PV - Anlage
- Die Solarzelle
- Solarzellentypen
- Monokristalline Siliziumzelle
- Polykristalline Siliziumzelle
- Amorphe Siliziumzelle
- GaAs - Zellen
- CdTe - Zellen
- CIS Zellen
- Erklärung der Halbleiterbauelemente
- Dotieren von Halbleiterbauelementen
- Das Bändermodell
- Der pn-Übergang
- Der innere Photoeffekt
- Der photovoltaische Effekt
- Kennwerte einer Solarzelle
- Maximum Power Point - MPP
- Der Füllfaktor - FF
- Der Wirkungsgrad - n
- Temperaturkennlinien
- Aufbau einer Photovoltaikanlage
- Reihenschaltung von Solarzellen
- Parallelschaltung von Solarzellen
- Schützen der Solarmodule bei Abschattungen
- Zusammenschaltung von Solarmodulen
- Wechselrichter
- Wechselrichtertypen
- Stringwechselrichter
- Zentralwechselrichter
- Einspeisung von Solaranlagen
- Inselsystem
- Netzgekoppelte Systeme
- Erneuerbare Energien Gesetz - EEG
- Richtlinien und Normen in der Elektrotechnik
- Sonstige Richtlinien und Regelungen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit befasst sich mit der Photovoltaik, einer Technologie zur direkten Umwandlung von Sonnenstrahlung in Strom. Sie beleuchtet die grundlegenden Prinzipien der Photovoltaik, die Funktionsweise von Solarzellen und die verschiedenen Typen von Solarzellen. Die Arbeit geht außerdem auf die technischen Aspekte der Konstruktion und Installation von Photovoltaikanlagen ein, einschließlich der wichtigen Rolle von Wechselrichtern und der Integration von Solaranlagen in das Stromnetz. Die Arbeit behandelt auch relevante rechtliche Rahmenbedingungen wie das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG).
- Funktionsweise von Solarzellen und die verschiedenen Typen
- Technische Aspekte der Konstruktion und Installation von Photovoltaikanlagen
- Rolle von Wechselrichtern bei der Integration von Solaranlagen in das Stromnetz
- Relevante rechtliche Rahmenbedingungen wie das EEG
- Die Bedeutung der Photovoltaik als erneuerbare Energiequelle
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel bietet einen einleitenden Überblick über die Photovoltaik, erklärt die STC-Bedingungen und behandelt die Sonnenstrahlung als Energiequelle. Das zweite Kapitel konzentriert sich auf die Solarzelle selbst, beschreibt verschiedene Solarzellentypen und erklärt deren Funktionsweise. Das dritte Kapitel geht tiefer in die Funktionsweise von Halbleiterbauelementen ein, einschließlich Dotierung, Bändermodell und pn-Übergang, um die Entstehung des photovoltaischen Effekts zu verstehen. Das vierte Kapitel behandelt wichtige Kennwerte einer Solarzelle, wie den Maximum Power Point, den Füllfaktor und den Wirkungsgrad, sowie die Auswirkungen von Temperatur auf die Leistung. Das fünfte Kapitel befasst sich mit dem Aufbau von Photovoltaikanlagen, einschließlich der verschiedenen Arten der Solarzellenverbindung und der Notwendigkeit des Schutzes vor Abschattungen. Das sechste Kapitel beschreibt verschiedene Typen von Wechselrichtern und ihre Rolle bei der Anpassung des erzeugten Gleichstroms an das Wechselstromnetz. Das siebte Kapitel behandelt die verschiedenen Möglichkeiten der Einspeisung von Solaranlagen, sowohl in Inselsysteme als auch in netzgekoppelte Systeme. Das achte Kapitel gibt einen Überblick über das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) und seine Bedeutung für die Entwicklung der Photovoltaik. Das letzte Kapitel diskutiert wichtige Richtlinien und Normen in der Elektrotechnik, die bei der Installation und dem Betrieb von Photovoltaikanlagen beachtet werden müssen.
Schlüsselwörter
Die Arbeit befasst sich mit folgenden Schlüsselbegriffen: Photovoltaik, Solarzelle, Solarzellentypen, Halbleiterbauelemente, pn-Übergang, Photovoltaischer Effekt, STC-Bedingungen, Maximum Power Point, Füllfaktor, Wirkungsgrad, Wechselrichter, Inselsystem, Netzgekoppeltes System, Erneuerbare Energien Gesetz (EEG), Richtlinien und Normen.
- Quote paper
- Dipl. - Ing. Kevin Drews (Author), 2005, Photovoltaik und die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom. Erneuerbare Energien für eine bessere Zukunft, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/62383
