Was ist und leitet ein Solarpanel?
Ein Solarpanel nimmt die Sonnenstrahlen auf und wandelt das Licht in elektrische Energie um. Erzeugt wird eine Niedrigspannung (meistens 18V bis 40V) und ein Strom. Beides ist abhängig von Größe und Beschaffenheit der verwendeten Solarzelle. Die Kombination aus erzeugter Spannung und gewonnenem Strom stellt die elektrische Leistung in Watt dar. Eine gebräuchliche Bezeichnung hierfür ist Peak.
Erstmals wurden 1980 Solarzellen auf Silizium-Basis produziert. Heutzutage werden viele kleine Solarzellen zu einem Modul zusammengeschlossen. Unterscheiden kann man des Weiteren zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen.
Der Aufwand während des Herstellungsprozesses der monokristallinen ist dabei höher als bei den polykristallinen Modulen. Dies führt zu einem höheren Preis, aber auch zu einem höheren Wirkungsgrad, vor allem bei schwachem Licht, wie z.B. an wolkigen Tagen. Die Leistungsverluste über die Jahre hingegen sind bei beiden Typen identisch. Hersteller werben zurecht mit Garantien von bis zu 25 Jahren. Hierbei geht man davon aus, daß beide Solarpanel-Typen gleichermaßen auch nach 20 Jahren mindestens 80-85% ihrer Leistung erbringen.
Die Auswahl eines Solarpanels
Um die Solarenergie einer Solaranlage optimal nutzen zu können ist der Standort und die Ausrichtung der Solarplatten besonders wichtig. Abschattungen wie bespielsweise durch Gebäude oder Bäume verringern den Wirkungsgrad. Lassen sich solche Gegebenheiten jedoch leider nicht vermeiden, sollten monokristalline Solarmodule verwendet werden. Andernfalls würde auch das Polykristalline Modul genauso seinen Zweck erfüllen, vor allem, da die finanzielle Amortisation bei Polykristallinen Modulen in der Regel früher eintritt als bei Monokristallinen.
Sollten nicht vermeidbare Verschattungen auftreten, ist es zudem wichtig den richtigen Solar-Laderegler zu nutzen. Zu empfehlen sind hierbei Geräte mit Multi Power Ponit Tracking (MPPT) Technologie. Diese Technologie wird zum einen in Ladereglern für eine optimale Aufladung von Batterien und zum anderen in Wechselrichtern zur direkten Einspeisung ins Hausnetz genutzt. Im Gegensatz zur PWM-Technologie kann durch das MPPT Verfahren die gesamte Leistung des Moduls weitergegeben werden.
Bei einer Erweiterung Ihrer Anlage mit weiteren Solarplatten sollten Sie auf eine möglichst gleiche Nennspannung der aktuell verwendeten Module achten. Um für Ihr Projekt die beste Auswahl zu treffen, empfehlen wir die Orientierung an den zur Verfügung stehenden Platz und der Höhe des Budgets. Lassen Sie sich von Kennwerten, wie die Nennspannung, nicht irritieren. Je mehr Watt-Power desto effizienter ist die Anlage.
Die Schaltung der Module
Steht die Auswahl der Panele, z.B. anhand eines guten Preis-Leistungs-Verhältnisses fest, sollte eine Reihenschaltung angestrebt werden. Die Spannung der zusammengeschalteten Panele wird sich dadurch addieren. Anschließend kommt die Wahl des passenden Ladereglers bzw. Wechselrichters. Achten Sie hierbei auf die maximale Eingangsspannung des jeweiligen Gerätes. MPPT Laderegler (10A bis 40A Ausgangsstrom) können in der Regel mit 40 - 150V arbeiten. Bei Einspeisegeräten kann die Eingangsspannung sogar bis zu 600V betragen.
Als Beispiel soll ein 24V Batterie-System geladen werden
Sie haben 3 x 300 Watt Module in Reihe (Serie) zusammengeschaltet. Jedes Modul hat eine Nennspannung von 30 Volt und liefert in diesem Beispiel den maximalen Strom von 10A (30V x 10A = 300VA = 300 Watt). Am Laderegler kommen somit 10A und 90V an (entspricht 900 Watt). Ein PWM Laderegler würde lediglich 10A und 24V weitergeben, also eher ungeeignet. Der MPPT Laderegler hingegen „wandelt“ die Leistung der Solarzellen um. Dadurch würden bei der Batterie 37,5A und 24V (900W / 24V = 37,5A) ankommen. Die Effizienz eines MPPT Reglers wirkt sich also umso mehr daurauf aus, je weiter die ankommende Spannung und Ladespannung auseinanderliegen.
Warum jedoch keine Parallelschaltung der Module?
Ein höherer Strom bedeutet immer, dass ein größerer Kabel-Querschnitt benötigt wird. Zudem ist auch die Verschaltung der einzelnen Photovoltaik-Module viel aufwendiger. Bei der Reihenschaltung erhöht sich die Spannung der Solarbank und der Strom bleibt möglichst klein.
Zusammengefasst:
Monokristalline Panele sind prinzipiell effizienter, aber auch produktionsbedingt teurer, als die Polykristalline Versionen. Es dürfen nur gleiche Zelltypen, möglichst in Reihe, zusammengeschaltet werden. Nach der Zusammenstellung der Solarplatten wird ein passender Regler (MPPT empfehlenswert) ausgewählt.
Was ist und leitet ein Solarpanel? Ein Solarpanel nimmt die Sonnenstrahlen auf und wandelt das Licht in elektrische Energie um. Erzeugt wird eine Niedrigspannung (meistens 18V bis 40V) und ein...
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Was ist und leitet ein Solarpanel?
Ein Solarpanel nimmt die Sonnenstrahlen auf und wandelt das Licht in elektrische Energie um. Erzeugt wird eine Niedrigspannung (meistens 18V bis 40V) und ein Strom. Beides ist abhängig von Größe und Beschaffenheit der verwendeten Solarzelle. Die Kombination aus erzeugter Spannung und gewonnenem Strom stellt die elektrische Leistung in Watt dar. Eine gebräuchliche Bezeichnung hierfür ist Peak.
Erstmals wurden 1980 Solarzellen auf Silizium-Basis produziert. Heutzutage werden viele kleine Solarzellen zu einem Modul zusammengeschlossen. Unterscheiden kann man des Weiteren zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen.
Der Aufwand während des Herstellungsprozesses der monokristallinen ist dabei höher als bei den polykristallinen Modulen. Dies führt zu einem höheren Preis, aber auch zu einem höheren Wirkungsgrad, vor allem bei schwachem Licht, wie z.B. an wolkigen Tagen. Die Leistungsverluste über die Jahre hingegen sind bei beiden Typen identisch. Hersteller werben zurecht mit Garantien von bis zu 25 Jahren. Hierbei geht man davon aus, daß beide Solarpanel-Typen gleichermaßen auch nach 20 Jahren mindestens 80-85% ihrer Leistung erbringen.
Die Auswahl eines Solarpanels
Um die Solarenergie einer Solaranlage optimal nutzen zu können ist der Standort und die Ausrichtung der Solarplatten besonders wichtig. Abschattungen wie bespielsweise durch Gebäude oder Bäume verringern den Wirkungsgrad. Lassen sich solche Gegebenheiten jedoch leider nicht vermeiden, sollten monokristalline Solarmodule verwendet werden. Andernfalls würde auch das Polykristalline Modul genauso seinen Zweck erfüllen, vor allem, da die finanzielle Amortisation bei Polykristallinen Modulen in der Regel früher eintritt als bei Monokristallinen.
Sollten nicht vermeidbare Verschattungen auftreten, ist es zudem wichtig den richtigen Solar-Laderegler zu nutzen. Zu empfehlen sind hierbei Geräte mit Multi Power Ponit Tracking (MPPT) Technologie. Diese Technologie wird zum einen in Ladereglern für eine optimale Aufladung von Batterien und zum anderen in Wechselrichtern zur direkten Einspeisung ins Hausnetz genutzt. Im Gegensatz zur PWM-Technologie kann durch das MPPT Verfahren die gesamte Leistung des Moduls weitergegeben werden.
Bei einer Erweiterung Ihrer Anlage mit weiteren Solarplatten sollten Sie auf eine möglichst gleiche Nennspannung der aktuell verwendeten Module achten. Um für Ihr Projekt die beste Auswahl zu treffen, empfehlen wir die Orientierung an den zur Verfügung stehenden Platz und der Höhe des Budgets. Lassen Sie sich von Kennwerten, wie die Nennspannung, nicht irritieren. Je mehr Watt-Power desto effizienter ist die Anlage.
Die Schaltung der Module
Steht die Auswahl der Panele, z.B. anhand eines guten Preis-Leistungs-Verhältnisses fest, sollte eine Reihenschaltung angestrebt werden. Die Spannung der zusammengeschalteten Panele wird sich dadurch addieren. Anschließend kommt die Wahl des passenden Ladereglers bzw. Wechselrichters. Achten Sie hierbei auf die maximale Eingangsspannung des jeweiligen Gerätes. MPPT Laderegler (10A bis 40A Ausgangsstrom) können in der Regel mit 40 - 150V arbeiten. Bei Einspeisegeräten kann die Eingangsspannung sogar bis zu 600V betragen.
Als Beispiel soll ein 24V Batterie-System geladen werden
Sie haben 3 x 300 Watt Module in Reihe (Serie) zusammengeschaltet. Jedes Modul hat eine Nennspannung von 30 Volt und liefert in diesem Beispiel den maximalen Strom von 10A (30V x 10A = 300VA = 300 Watt). Am Laderegler kommen somit 10A und 90V an (entspricht 900 Watt). Ein PWM Laderegler würde lediglich 10A und 24V weitergeben, also eher ungeeignet. Der MPPT Laderegler hingegen „wandelt“ die Leistung der Solarzellen um. Dadurch würden bei der Batterie 37,5A und 24V (900W / 24V = 37,5A) ankommen. Die Effizienz eines MPPT Reglers wirkt sich also umso mehr daurauf aus, je weiter die ankommende Spannung und Ladespannung auseinanderliegen.
Warum jedoch keine Parallelschaltung der Module?
Ein höherer Strom bedeutet immer, dass ein größerer Kabel-Querschnitt benötigt wird. Zudem ist auch die Verschaltung der einzelnen Photovoltaik-Module viel aufwendiger. Bei der Reihenschaltung erhöht sich die Spannung der Solarbank und der Strom bleibt möglichst klein.
Zusammengefasst:
Monokristalline Panele sind prinzipiell effizienter, aber auch produktionsbedingt teurer, als die Polykristalline Versionen. Es dürfen nur gleiche Zelltypen, möglichst in Reihe, zusammengeschaltet werden. Nach der Zusammenstellung der Solarplatten wird ein passender Regler (MPPT empfehlenswert) ausgewählt.
