Fotovoltaico: usa l'energia solare


La maggior parte dell'elettricità proviene ancora dalla Germania centrali centrali di grande potenzache sono gestiti con combustibili fossili come carbone, petrolio o gas naturale, ma derivano anche il loro potere da risorse naturali come i bacini idrici.

Fotovoltaico: usa l'energia solare: solare

Tuttavia, i sistemi decentralizzati che producono elettricità vicino all'utente diventano sempre più importanti. Di solito si tratta di mani private impianti fotovoltaiciUsano le celle solari per generare elettricità dalla luce del sole e alimentarla nella rete domestica, dove viene consumata direttamente o trasmessa alla rete pubblica.

Costruzione di un impianto fotovoltaico

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Anche la parte più eclatante di un sistema di energia solare pannelli combinato celle solari, Solitamente sono montati su tetti a falda, ma montati anche su tetti piani con una cornice che li allinea al sole.

Dal momento che le celle solari generano una tensione continua, prima alimentano l'energia in un inverter, che le alimenta nel normale voltaggio CA domestico converte. L'elettronica di comando e controllo comprende anche dispositivi per la stabilizzazione della tensione e in molti casi un dispositivo che consente lo spegnimento del sistema e luoghi facilmente accessibili in casa.

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Infine, l'elettricità scorre alla distribuzione della casa, da dove entra nella rete domestica. A seconda del design del sistema è anche a Feed-in installato, che conta la percentuale di energia solare che scorre nella rete pubblica in modo che possa essere remunerata.

Nella maggior parte dei casi, i moduli fotovoltaici sono montati su soffitti inclinati, che sono favorevolmente orientati verso il sole. È possibile anche l'installazione su tetti piani. Per questo, i moduli sono montati con staffe speciali.

Come funziona una cella solare?

Solitamente le celle solari sono costituite per lo più da silicio, Una parte del silicio è deliberatamente contaminata, questo è chiamato "drogato". Il drogaggio produce o vuoti negli elettroni o elettroni in eccesso. Se il sole splende sulla cella solare, gli elettroni iniziano a migrare alla transizione tra i materiali diversamente drogati e l'elettricità può essere prelevata dal sistema.

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Silicio grezzo: dopo l'ossigeno è il secondo elemento più abbondante sulla terra. Anche il silicio per le celle solari è fuori materiale riciclato vinto. Il silicio cristallizza durante la produzione in lunghi filamenti, da cui vengono tagliate le fette (i cosiddetti wafer). Sinistra policristallino, silicio monocristallino destro.

Il passaggio di una serie di celle solari per formare un modulo fotovoltaico aumenta la tensione complessiva a un valore utile.

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I wafer sono rivestiti con una lacca protettiva prevalentemente blu e cablati. Questo crea celle solari individuali. Diverse celle solari formano insieme un modulo, che è incorniciato da una cornice e dotato di connessioni.

Quali celle solari ci sono?

I tetti delle case sono di solito i cosiddetti celle a film spesso utilizzato. Esistono due tipi: le celle policristalline sono composte da una serie di cristalli di silicio. Sono relativamente economici e raggiungono un rendimento energetico presentabile con una buona scorta di luce solare.

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In situazioni meno favorevoli si può cellule monocristalline uso che consiste di grandi cristalli singoli. Raggiungono una maggiore efficienza ma sono anche più costosi.

Se è disponibile più spazio per i moduli solari, ad esempio una facciata opportunamente allineata, è possibile utilizzare anche celle a film sottile in silicio amorfo. Qui, il silicio è presente in una struttura in gran parte disordinata. Come questi celle a film sottile Sebbene siano economici, ma hanno anche un'efficienza molto bassa, puoi effettivamente utilizzarli solo su vaste aree significative.

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I moduli più comunemente utilizzati per il montaggio su tetti a falda hanno celle policristalline. Se sono disponibili ampie aree, ad esempio una facciata completa, è possibile utilizzare celle a strato sottile in silicio amorfo.

Potenza dei sistemi fotovoltaici

Dimensioni, orientamento, angolo di installazione, situazione di installazione e luce del sole determinare la resa effettiva. Se, come in questo caso, i moduli solari sono integrati direttamente nel tetto, è necessario fornire una ventilazione in modo che i moduli non perdano la loro potenza a causa del surriscaldamento.

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Quando si pianifica un sistema, l'unità kWp viene utilizzata per l'uscita prevista. Questo significa "picco di kilowatt" e rappresenta il massimo raggiungibile in pieno sole, il valore di picco. Molti produttori si riferiscono a questo valore come "valore nominale" perché rende comparabili le diverse piante.

Le prestazioni effettive raggiunte nella pratica sono influenzate da alcuni altri fattori. Da un lato, questo include l'allineamento delle celle - idealmente mostrano un angolo di circa 30 gradi eretto da sud a sud-sud-ovest e ombreggiato durante il giorno né di edifici o alberi vicini.

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Un altro fattore è la radiazione solare effettiva, che può essere stimata per ciascuna località in base al numero medio di ore di sole all'anno.

Infine, la situazione dell'installazione è anche uno dei fattori: i moduli installati permanentemente nel rivestimento del tetto, ad esempio, sono riscaldati in misura maggiore rispetto a quelli montati a una certa distanza dal tetto e l'efficienza delle celle diminuisce all'aumentare della temperatura.

Tipi di sistemi fotovoltaici

impianti Isola

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Gli impianti fotovoltaici senza connessione alla rete possono servire a scopi molto diversi. Anche concepibile è l'uso come Stazione di rifornimento solare per l'auto elettrica.

Nella forma più semplice di un sistema solare, viene montato un singolo pannello per fornire energia ai consumatori locali. Questo può essere ad esempio il caso in un garage o in un posto auto coperto, ma anche negli annessi in giardino. Ad esempio, il modulo alimenta l'illuminazione o una funzione d'acqua nel giardino: per la notte o per periodi di scarsa luce solare, l'elettricità viene temporaneamente immagazzinata in una batteria ricaricabile.

Nuove prospettive si stanno aprendo anche per le auto elettriche. Possono essere riforniti con un sistema ad isola sufficientemente dimensionato. Allo stesso tempo offrono attraverso il loro grandi pacchi batteria la possibilità di risparmiare elettricità.

Sistemi connessi alla rete

Questa è la forma più comune del sistema solare descritta all'inizio, in cui i moduli fotovoltaici sono collegati tramite un inverter alla rete domestica e, se necessario, alla rete pubblica.

Costo-efficacia del fotovoltaico

All'inizio dell'era dell'energia solare era chiaro come gli operatori privati ​​uno impianto fotovoltaico L'elettricità generata è stata immessa esclusivamente nella rete pubblica e doveva essere pagata dai fornitori per un prezzo garantito per 20 anni. Con questa tariffa di alimentazione garantita, l'impianto potrebbe essere ripagato. A volte anche l'autoconsumo delle sovvenzioni veniva remunerato.

Nel frattempo, la retribuzione si è sciolta in modo significativo e il Compensazione Autoconsumo non c'è più; Allo stesso tempo, tuttavia, i moduli solari sono diventati notevolmente più economici e l'elettricità consumata dalle utility è diventata significativamente più costosa. Di conseguenza, l'energia elettrica generata da sé è diventata più economica di quella dell'utilità e l'immissione non è più utile come in passato. Pertanto, oggi l'operazione economica dell'impianto viene regolarmente raggiunta consumando l'energia autogenerata nella massima misura possibile e alimentando solo la quantità rimanente nella rete.

Al fine di sincronizzare i tempi della massima resa del fotovoltaico con il consumo più elevato, ci sono diverse strategie. Ad esempio, è possibile avviare consumatori affamati di elettricità come lavatrici o lavastoviglie quando il sole splende intensamente. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, con un'unità di controllo elettronica, che rileva la radiazione solare mediante sensore e quindi commuta i dispositivi corrispondenti.

Una buona possibilità è anche quella di coprire, ad esempio, la corrente di esercizio di un riscaldamento a pompa di calore con fotovoltaico. Se il riscaldatore ha un buffer di grandi dimensioni, puoi inserirlo tempi di sole riscaldare e quindi ha una fornitura di acqua calda per il riscaldamento o la doccia a disposizione.

Risparmia elettricità

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Batterie ricaricabili con tecnologia agli ioni di litio può essere costruito molto compatto e occupa molto meno spazio delle batterie al piombo.

Anche se la domotica, quindi quello che oggi come "Smart Home" In molti casi, ci sono molti modi per spostare il consumo in tempi produttivi, ma in molti casi non c'è modo di risparmiare almeno una parte dell'elettricità generata con il fotovoltaico, questo è possibile con diverse soluzioni. Se si dispone di molto spazio, è possibile utilizzare batterie tradizionali piombo-acido come deposito, che sono tecnicamente correlate alle batterie per auto. La loro densità energetica non è inebriante, ma sono relativamente economici da avere. Più costoso, ma meno ingombro Soluzioni di archiviazione con celle agli ioni di litio.

Proteggi il sistema fotovoltaico a lungo termine

Lo sono ancora sistemi di energia solare costoso. Pertanto, pagano solo se forniscono elettricità per diversi decenni. Durante questo periodo, il sistema deve quindi funzionare nel modo più semplice possibile.

Per garantire che, per una cosa Durata e garanzie funzionali del produttore e dell'installatore del sistema. Sebbene non si possa mai prevedere se un produttore esisterà ancora in vent'anni, una garanzia a lungo termine è migliore di nessuna.

È anche utile per assicurare l'impianto fotovoltaico, che paga ad esempio in fenomeni naturali come i fulmini. Assicurati che l'assicurazione non sostituisca solo la tecnologia danneggiata, ma sia anche responsabile delle mancate entrate durante la riparazione.

Per inciso, anche se l'impianto è economicamente redditizio solo dopo molto tempo, per l'ambiente, è molto presto un guadagno: in generale, ha prodotto dopo pochi anni la stessa quantità di energia spesa per la loro produzione e installazione. Successivamente, continuerà a risparmiare combustibili fossili ed eviterà la CO2.

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Scheda Video: Come funziona il pannello fotovoltaico