Arten von Photovoltaikanlagen: Eigenschaften und Vorteile

Es gibt verschiedene Arten von Photovoltaikanlagen: Stand-Alone, Grid-Connected, Netzgekoppelt mit Storage, Plug & Play. Hier die Merkmale

Die wichtigsten Arten von Photovoltaikanlagen sind:

• Stand-Alone (bzw. Off-Grid-System);
• Grid-Connected.

Die Entwicklung dieser Anlagentypen hat neue Modelle eingeführt: das netzgekoppelte Speichermodell und das innovative Plug & Play.

Um den für Ihre Anforderungen am besten geeigneten Anlagentyp zu ermitteln, analysieren wir die Merkmale und Vorteile der einzelnen Anlagen.

Für den Entwurf einer Photovoltaikanlage, die Ihren Bedürfnissen entspricht, empfehle wir Ihnen, die Software für die Planung von Photovoltaikanlagen kostenlos zu testen die Sie unterstützt, die Funktionswiese jeder Art von netzgekoppelter Solaranlage besser zu bewerten.

Photovoltaikanlage mit Stand-Alone-System

Die erste der beiden Arten von Solaranlage ist die mit Stand-Alone-System oder Inselanlage, eine Art von Photovoltaikanlage, die nicht an das nationale Netz, sondern an ein autonomes Energiespeichersystem – elektrische Batterien – angeschlossen ist, das den von der Anlage erzeugten Strom speichert und bei Bedarf dem Benutzer zurückgibt.

Photovoltaikanlage Stand-Alone: Elemente (PV-Freiflächenanlage, Wechselrichter, Akkumulator, Verbraucher)

Die Elemente eines Stand-Alone-Systems sind:

• Photovoltaik-Freiflächenanlagen;
• Wechselrichter;
• Speichersystem;
• Laderegler.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage Stand-Alone

Eine Photovoltaikanlage Stand-Alone funktioniert folgendermaßen:

• Solarmodule fangen die einfallende Sonnenenergie ein und wandeln sie in Gleichstrom um;
• die aufgenommene Energie wird vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt;
• Die erzeugte Wechselstromenergie kann vom Nutzer sofort verbraucht oder in Akkumulatoren gespeichert werden, um bei Bedarf entnommen zu werden.

Bei diesem Prozess wird der Akkumulator (die Batterie) geladen und entladen. Um seine Effizienz nicht zu beeinträchtigen, steuert der Laderegler diesen Mechanismus.

Stand-Alone Anlage

Vorteile einer Photovoltaikanlage Stand-Alone

Mit der Senkung der Komponentenkosten und der Verbreitung der Lithium-Technologie sind Stand-Alone-Photovoltaikanlagen im Vergleich zu Systemen, die fossile Brennstoffe verwenden, immer wettbewerbsfähiger.

Diese Typologie bringt zahlreiche Vorteile für die Umwelt und den Endverbraucher mit sich:

• Nullemission Die Nutzer verbrauchen den erzeugten Strom und erzeugen keine umweltschädlichen Gase;
• konstante Energiekosten während der gesamten Lebensdauer der Anlage: die Energiekosten werden nicht von den Schwankungen der Energiepreise in Verbindung mit den Öl- und Gaspreisen beeinflusst;
• extreme Flexibilität: Die Installation ist vollständig skalierbar, ebenso wie die Größe des elektrischen Speichersystems.

Photovoltaik-Anlage Grid-Connected

Die Photovoltaik-Anlage Grid-Connected verwendet ein System, das mit dem nationalen Stromnetz angeschlossen ist.

Bei dieser Art von Anlage wird das nationale Stromnetz zu einem unendlichen Speicher, in das Energie aus erneuerbaren Quellen eingespeist wird, wenn die Anlage Energie produziert und der Verbraucher sie nicht nutzt, und aus dem bei Bedarf Strom entnommen wird, wenn die Anlage nicht produziert (in den Nachtstunden).

Photovoltaikanlage Grid-Connected: Elemente (PV-Freiflächenanlage, Wechselrichter, Akkumulator, Verbraucher)

Das Schema der Grid-Connected Photovoltaikanlage besteht aus verschiedenen Elementen:

• Solarmodul;
• Wechselrichter;
• Strom-Einspeisezähler;
• Bezugszähler.

Wie funktioniert eine Grid-Connected Photovoltaikanlage?

Die Grid-Connected–Anlage arbeitet in folgenden Phasen:

1. die Sonnenstrahlung erreicht den PV-Generator;
2. der Wechselrichter wandelt kontinuierliche Energie in Wechselstrom um;
3. die erzeugte Energie wird sofort vom Nutzer verbraucht oder in das Netz eingespeist, aus dem bei Bedarf Energie entnommen wird.

In diesem System berechnet der Einspeisezähler die direkt vom Benutzer erzeugte und verbrauchte Energie, während der Bezugszähler die vom Benutzer verbrauchte und aus dem Netz entnommene Energie berechnet.

Photovoltaikanlage Grid-Connected

Vorteile einer Grid-Connected Photovoltaikanlage

Die Installation einer Grid-Connected Photovoltaikanlage kann sowohl in wirtschaftlicher als auch in ökologischer Hinsicht kostengünstig und vorteilhaft sein.

Genauer gesagt, sind die Vorteile:

• Reduzierung der Stromrechnungen;
• Verringerung der Schadstoffemissionen;
• Möglichkeit, die erzeugte Energie zu monetarisieren.

Anlage mit Energiespeichersystem (Storage) an dem nationalen Stromnetz verbunden

Zu den gängigsten Arten von Photovoltaikanlagen gehört heute, die mit Energiespeichersystem (Storage), welche mit dem nationalen Stromnetz verbunden ist.

Es handelt sich um ein innovatives System, bei dem die erzeugte Energie zunächst in Storage-Systemen (Speichersystemen) gespeichert wird und die verbleibende Energie nach Erreichen der Batteriekapazität in das nationale Stromnetz eingespeist wird. Aufgrund dieser Eigenschaft wird sie auch als Hybrid-Solaranlage bezeichnet.

Eine an das Stromnetz angeschlossene Photovoltaikanlage „Storage“ besteht aus:

• Solarmodul;
• Lithium-Ionen-Batterien;
• Wechselrichter;
• Strom-Einspeisezähler;
• Bezugszähler.

Anlage mit Energiespeichersystem (Storage): Elemente (PV-Freiflächenanlage, Wechselrichter, Akkumulator, Verbraucher, Stromnetz)

Die wichtigsten Merkmale, die bei einem heimischen Photovoltaik-Speichersystem zu berücksichtigen sind:

• die Leistung des Speichersystems, d. h. die Stromspeicherkapazität;
• die Lebensdauer der Lithium-Batterie;
• Leistung des Wechselrichters;
• die Effizienz bei der Speicherung und Aufladung;
• die Größe und das Gewicht des Speichers (Storage).

Photovoltaikanlage mit netzgekoppeltem Speichersystem

Wie eine Photovoltaikanlage mit netzgekoppeltem Speicher funktioniert

Die netzgekoppelte Photovoltaikanlage „Storage“ arbeitet nach folgendem Mechanismus:

1. während der Tagesstunden laden die Solarmodule die Speicherbatterien auf;
2. sobald die Batterien ihre maximale Kapazität erreichen, wird die erzeugte und nicht selbst verbrauchte Energie ins Netz eingespeist;
3. während der Abend- oder Nachtstunden wird die Energie aus dem Speicher, völlig unabhängig vom Stromnetz geliefert;
4. wenn die Energie des Speichers zur Neige geht und die Batterien entladen sind, wird das häusliche Stromnetz vollautomatisch und ohne Betriebsunterbrechung erneut über das Stromnetz versorgt.

Schematische Darstellung eines netzgekoppelten Speichersystems

Ein Speichersystem ist somit immer funktionsfähig und übernimmt auch die Funktion einer Notstromversorgung: Bei einem Stromausfall bleibt das System in Betrieb.

Eine Speicheranlage bietet darüber hinaus weitere Vorteile:

• hoher Eigenverbrauch von 90÷100%;
• die teilweise Unabhängigkeit vom Stromnetzöffentlicher und privater Gebäude.

Aus all diesen Gründen ist es wichtig, den Typ und das Modell der zu installierenden Anlage sorgfältig zu prüfen. Um die Einrichtung einer an das Stromnetz verbundenen Anlage zu simulieren, empfehlen wir Ihnen, die Testversion einer Photovoltaik-Software zu testen, die Sie bei der Planung jeder Art von netzgekoppelter Photovoltaikanlage unterstützt.

Plug & Play Solaranlage

Die Plug & Play Solaranlage, oft auch als Plug-in bezeichnet, ist ein innovatives Mikrosolarsystem mit einer Leistung von weniger als 350 W, das auf Balkonen, Fenstern oder im Garten installiert werden kann.

Im Allgemeinen besteht eine Plug-and-Play-Solaranlage aus:

• Solarmodul das aus monokristallinen oder polykristallinen Photovoltaikzellen bestehen kann;
• Mikro-Wechselrichtern und anderem Zubehör, um den vom Solarmodul erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umzuwandeln;
• Aufsteller und Halterungen, um die Installation auf Balkonen, Terrassen, Gärten und Außenwänden des Hauses zu erleichtern.

Impianto fotovoltaico plug&play: elementi caratteristici (modulo fotovoltaico, micro-inverter, utilizzatore)

Wie funktioniert eine Plug & Play Solaranlage

Eine „Plug-and-Play„-Solaranlage (verbindet und verwendet) liefert grüne und erneuerbare Energie, indem sie an das heimische Stromnetz angeschlossen wird.

Dieses System erzeugt Energie auf folgende Weise:

1. die Solarmodule werden außerhalb des Hauses mit einer möglichst weit südlichen Ausrichtung platziert, um die maximale Menge an Sonnenstrahlung einzufangen;
2. der Wechselrichter macht die aufgenommene Energie nutzbar;
3. der Ausgangsstecker des Wechselrichters wird direkt an die Steckdose angeschlossen, die der Anlage am nächsten liegt: auf diese Weise wird die erzeugte Energie im Moment der Erzeugung selbst verbraucht.

Photovoltaikanlage Plug & Play: Elemente (Solarmodul, Mikro-Wechselrichter, Benutzer)

Vorteile einer Plug & Play Solaranlage

Die Plug-and-Play-Solaranlage ist für jedermann.

Die Installation dieser Art von Solaranlage hat zahlreiche Vorteile:

• Vielseitigkeit beim Einbau: Sie kann auf einem Balkon, einer Terrasse, einem Dach, Flachdach, an den Außenwänden des Hauses, an Umzäunungen oder im Garten installiert werden, und je nach Bedarf können verschiedene Montagehalterungen gewählt werden;
• Extrem einfache Installation: Sie kann ohne besondere Genehmigungen angeschlossen werden;
• Einsparungen bei der Stromrechnung von rund 20;
• Ökologische Nachhaltigkeit;
• Energieeffizienz.

Darüber hinaus beträgt die durchschnittliche Lebensdauer eines Plug-and-Play-Moduls 15 bis 25 Jahre. Es handelt sich daher um eine vorteilhafte Lösung, wenn man bedenkt, dass die Kosten des Geräts in wenigen Jahren amortisiert werden können.

Die folgende Abbildung fasst die wichtigsten Typen von Photovoltaikanlagen zusammen, die auf dem heutigen Markt verfügbar sind.

Typologien von Photovoltaikanlagen

Die Konfiguration und der Entwurf einer Anlage, erfordern eine genaue Analyse der Eingangs- und Ausgangsvariablen.

Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen sind derzeit, in angesichts des Preis-Leistungs-Verhältnis und die erzeugte Energiemenge, die nachhaltigsten.

Unabhängig davon, ob Sie sich für eine Grid-Connected-Anlage (Storage) entscheiden sollten, empfehlen wir Ihnen die Verwendung einer Software für di Planung von Photovoltaikanalgen, die Sie bei Installationen auf neuen oder bestehenden Gebäuden, an jedem Standort und mit jeder Art von Solarmodulen und Wechselrichtern unterstützen kann. Testen Sie sie kostenlos, um in 3D zu planen, Ihre Anlage zu dimensionieren und Ihr Einliniendiagramm in einer einzigen Lösung zu erstellen.