Unsere Energie beziehen wir heutzutage überwiegend aus fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdgas und Erdöl. Aufgrund der damit verbundenen Umweltbelastungen und dem Rückgang fossiler Energieträger spielen erneuerbare Energien eine immer größere Rolle. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, wie z.B. Windkraft, Wasserkraft, Gezeitenkraftwerke, geothermische Kraftwerke und die Photovoltaik.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Photovoltaiktechnik. Diese Form der Energieerzeugung beruht auf dem Prinzip, Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Die solare Stromversorgung ist auf dem Weg, eine Basistechnologie für die Stromversorgung von morgen zu werden.
Einführend wird ein Überblick über unterschiedliche Solarzellentypen sowie deren Herstellung gegeben. Weiterhin sind die Aspekte der Standortwahl, Wechselrichter und Einspeisung von Photovoltaikanlagen dargestellt. Aufbauend auf die theoretischen Grundlagen ist ein ausführliches Praxisbeispiel einer komplett installierten Photovoltaikanlage beschrieben. Dabei handelt es sich um eine 30kWp Dachanlage, die in das öffentliche Energienetz einspeist.
Abschließend finden sich allgemeine Hinweise zur Einspeisevergütung, zu Richtlinien und Normen, Versicherungsregelungen und zur derzeitigen Marktentwicklung in Deutschland. Die beigefügte Anlagendokumentation stellt den internen Standard der Firma HBS Elektrobau GmbH dar und bezieht sich speziell auf das beschriebene Praxisbeispiel.
Anliegen dieser Arbeit ist es, eine Zusammenfassung über theoretische Kenntnisse der Photovoltaik zu geben und diese praktisch anzuwenden, so dass die Verknüpfung von Theorie und Praxis gefördert wird. Bestehende Wissenslücken und Unsicherheiten gegenüber der Photovoltaiktechnologie sollen abgebaut werden.
Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungen
- Allgemeines
- STC - Bedingungen
- Air Mass
- Die Sonnenstrahlung
- Der Solargenerator
- Die Solarzelle
- Kristalline Solarzellen und Sonderformen
- Solarzellen mit p/n - Übergang
- Dotieren von Halbleiterelementen
- Das Bändermodell
- Der innere Photoeffekt
- Der photovoltaische Effekt
- Der p/n - Übergang
- Die Solarzellentypen
- Polykristalline Siliziumzelle
- Monokristalline Siliziumzelle
- Amorphe Siliziumzelle
- CIS - Zellen
- CdTe Zellen
- GaAs - Zellen
- Auswertung und Vergleich der Solarzellen
- Kennwerte einer Solarzelle
- Maximum Power Point - PMPP
- Der Füllfaktor - FF
- Der Wirkungsgrad - n
- Performance Ratio - PR
- Solarmodul und Solargenerator
- Reihenschaltung von Solarzellen
- Parallelschaltung von Solarzellen
- Zusammenschaltung zum Solarmodul
- Schutz der Solarmodule bei Abschattungen
- Die Solarzelle
- Standortwahl einer PV - Anlage
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Photovoltaiktechnik und untersucht die Realisierung einer Photovoltaikanlage. Ziel ist es, theoretisches Wissen über Photovoltaik in die Praxis umzusetzen und so die Verknüpfung von Theorie und Praxis zu fördern. Dabei werden bestehende Wissenslücken und Unsicherheiten zur Photovoltaiktechnologie abgebaut.
- Solarzellentypen und deren Herstellung
- Standortwahl für Photovoltaikanlagen
- Wechselrichter und Einspeisung von Photovoltaikanlagen
- Praxisbeispiel einer 30kWp Dachanlage
- Hinweise zu Einspeisevergütung, Richtlinien, Normen, Versicherungen und Marktentwicklung
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Photovoltaiktechnik. Sie beschreibt verschiedene Solarzellentypen und deren Herstellung, sowie die Prinzipien der Energieumwandlung in Solarzellen. Die Auswahl des optimalen Standorts für eine Photovoltaikanlage wird anhand relevanter Faktoren erläutert. Es werden außerdem wichtige Aspekte der Wechselrichtertechnik und der Einspeisung von Photovoltaikanlagen in das öffentliche Stromnetz behandelt.
Im Anschluss wird ein detailliertes Praxisbeispiel einer 30kWp Dachanlage vorgestellt. Die Anlage ist komplett installiert und speist in das öffentliche Energienetz ein. Dieses Kapitel bietet eine umfassende Beschreibung der Anlage und ihrer Funktionsweise.
Die Arbeit schließt mit einem Überblick über die Einspeisevergütung, relevante Richtlinien und Normen, Versicherungsregelungen und die aktuelle Marktentwicklung in Deutschland.
Schlüsselwörter
Photovoltaik, Solarzellen, Solarmodul, Solargenerator, Standortwahl, Wechselrichter, Einspeisung, Dachanlage, Einspeisevergütung, Richtlinien, Normen, Versicherungen, Marktentwicklung
- Quote paper
- Dipl. - Ing. Kevin Drews (Author), 2006, Eine Projektstudie zur Realisierung einer Photovoltaik-Anlage, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/75030
