Die Sonne ist eine riesige Quelle erneuerbarer, unerschöpflicher Energie, die wir in unseren eigenen Einfamilienhäusern nutzen können. Photovoltaikzellen (auch Solarzellen genannt) werden verwendet, um Sonnenenergie in Strom umzuwandeln. Wie funktionieren die Zellen eigentlich? Wie hoch sind ihre Kosten und ist es rentabel, sie in unseren Häusern zu installieren? All diese Fragen werden wir im Folgenden beantworten.
Wenn Sie die Installation von Photovoltaikmodulen planen, sollten Sie sich die Angebote mehrerer Unternehmen ansehen. Sie können sie auf sehr einfache Weise erhalten - verwenden Sie den Service Suche nach einem Auftragnehmer, der auf der Website von Baurechnern verfügbar ist. Nach dem Ausfüllen eines kurzen Formulars erhalten Sie kostenlos und unverbindlich rund ein Dutzend Angebote verschiedener Unternehmen.
Was sind Photovoltaikzellen und wie funktionieren sie?
Photovoltaikzellen sind Silizium-Halbleiterwafer. Im Inneren befindet sich ein elektromagnetisches Feld (auch als Potentialbarriere bekannt). Die auf die Zelle fallenden Sonnenstrahlen stoßen die Elektronen aus ihrem Platz auf den Halbleitern. Auf diese Weise werden Ladungsträgerpaare mit entgegengesetzter Ladung (negative und positive Elektronen) gebildet. Diese Ladungen werden aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes getrennt. Dadurch entsteht an den Zellen eine elektrische Spannung, die wir verwenden können, nachdem wir Geräte angeschlossen haben, die Energie verbrauchen.
Es ist auch erwähnenswert, dass moderne Photovoltaikmodule den ganzen Tag von morgens bis abends arbeiten. An bewölkten Tagen nutzen sie Streustrahlen, wodurch die Solarzelle wetterunabhängig arbeiten kann.
Arten von Photovoltaikzellen, die in Einfamilienhäusern installiert sind
Heute kennen wir vier Arten von Photovoltaikzellen (Selen, Silizium, Farbstoff und Polymer). In den Angeboten der auf dem polnischen Markt tätigen Hersteller finden wir jedoch nur auf Siliziumbasis hergestellte Photovoltaikmodule. In Einfamilienhäusern verwenden wir:
Monokristalline Solarzelle - aus einem einzigen Siliziumkristall, in kleine Stücke geschnitten. Sie sind leicht an ihrer charakteristischen, sehr dunklen Farbe zu erkennen. Solarmodule dieser Art zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und einen hohen Wirkungsgrad aus. Eine monokristalline Solarzelle kann 17 bis 22% der Sonnenenergie umwandeln, was ein durchaus zufriedenstellendes Ergebnis ist. Ein einzelnes Panel hat in der Regel eine Leistung von 150 bis 180 W. Die Kosten sind der einzige nennenswerte Nachteil. Leider ist die Preisliste dieser Art von Photovoltaikzellen ziemlich hoch.
Polykristalline Solarzelle - aus polykristallinem Siliziumkristall. Wir erkennen sie an ihrer bläulichen Farbe. Ein charakteristisches Merkmal polykristalliner Zellen ist der hohe Widerstand, auch der attraktive Preis von Photovoltaikzellen ist bemerkenswert. Diese Arten von Sonnenkollektoren haben einen Wirkungsgrad zwischen 14 und 18%. Nach Meinung vieler Experten ist der Einsatz von polykristallinen Zellen die beste Lösung in unseren klimatischen Bedingungen.
Amorphe Solarzelle - sind die technologisch fortschrittlichsten, sie bestehen aus nicht kristallisiertem (amorphem) Silizium. Wir können sie durch eine leicht weinrote Farbe und durch etwas kleinere Größen unterscheiden. Interessanterweise können amorphe Zellen elegante Module bilden, die auf Dächern oder Balustraden des Gebäudes montiert werden. Diese Arten von Solarkraftwerken sind die am wenigsten effiziente Lösung. Ihr Wirkungsgrad beträgt 6 bis 10 %. Hervorzuheben ist jedoch, dass der wichtigste Vorteil dieser Lösung der attraktive Anschaffungspreis ist. Die Preisliste von Photovoltaikmodulen dieses Typs ist für unsere Tasche am attraktivsten.
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Solarzellensysteme
Sonnenkollektoren allein reichen nicht aus, um Sonnenenergie in Strom umzuwandeln. Wir brauchen auch ein ganzes integriertes System, das es den Zellen ermöglicht, zu arbeiten. Es gibt zwei Arten von Systemen in kommerziellen Angeboten
- Off Grid (autonomes System) - schafft ein geschlossenes System, in dem Energie an die Batterie oder direkt an elektrische Geräte übertragen wird.
- On Grid (offenes System) - diese Art von Solarkraftwerken hat keine Batterien. Überschüssiger Strom wird nicht gespeichert, sondern ins öffentliche Netz zurückgespeist.
Beide oben genannten Systeme können direkt an elektrische Geräte angeschlossen oder mit einem zusätzlichen Wechselrichter ausgestattet werden, der den Strom von Gleich- in Wechselstrom umwandelt. Die technologisch fortschrittlichsten Solarkraftwerke sind mit effizienten Batterien und Steuerungen ausgestattet. Der Regler kann die Stromversorgung von Solar (bei leerer Batterie) automatisch auf Energie aus dem öffentlichen Netz umstellen. Es ist eine ziemlich effiziente und funktionale Lösung, die den Komfort einer Photovoltaikanlage erhöht.
Die wichtigsten Parameter von Photovoltaikzellen
Vor dem Kauf von Photovoltaikzellen lohnt es sich, sich mit deren technischen Spezifikationen vertraut zu machen. Einige Parameter werden ziemlich kompliziert beschrieben, aber der durchschnittliche Benutzer wird mit Informationen über die grundlegenden Parameter zufrieden sein. Es lohnt sich auf jeden Fall, auf Parameter zu achten wie:
Leistungstoleranz - Parameter, der die Mindestleistung des Moduls unter bestimmten Bedingungen angibt. Der Wert sollte zwischen 0 und 5 % liegen.
Spitzenleistung (auch Maximalleistung genannt) - gekennzeichnet durch das Symbol Wp. Der Parameter sagt uns über die maximale Leistung, die von Photovoltaikzellen bei optimalen Wetterbedingungen erhalten wird. Beachten Sie jedoch, dass die maximale Leistung mit der Arbeitszeit der Zellen abnimmt.
Maximale Systemspannung - Der Parameter gibt die maximale Spannung an, bei der die an das System angeschlossenen Sonnenkollektoren arbeiten können. Der maximale Spannungswert variiert zwischen 600 - 1.000 V.
Leerlaufspannung - wir nennen es auch Leerlaufspannung. Dieser Parameter definiert die maximale Spannung von Modulen, die nicht an Empfänger angeschlossen sind. Der Wert dieses Parameters reicht von 20 bis 50 V.
Maximale Netzspannung - Dies ist die Spannung, die bei Betrieb mit maximaler Leistung erhalten wird.
Aktionspreise für Sonnenkollektoren und Wärmepumpen
Füllfaktor - Parameter, der das Verhältnis der tatsächlich von den Zellen erhaltenen Energie zu ihrer Leistung angibt, die bei ihrem maximalen Strom und ihrer maximalen Spannung erhalten wird. Der Parameter wird in Prozent angegeben und sollte 70 % nicht unterschreiten.
Die Stromstärke bei maximaler Leistung - Parameter in Ampere angegeben. Zeigt die maximale Stromstärke bei Betrieb mit maximaler Leistung an.
Arbeitstemperatur - Dies ist ein besonders wichtiger Parameter. Denken Sie daran, dass unsere Sonnenkollektoren wechselnden Wetterbedingungen ausgesetzt sind, daher sollte die Arbeitstemperatur den größten Bereich haben, z.B. -45ÜberC bis +90ÜberC.
Waage - Dieser Parameter ist während der Installationsarbeiten wichtig. Es lohnt sich, darauf zu achten und die maximale Belastung unseres Daches zu berechnen. In der Regel wiegt eine einzelne Platte in Standardgrößen bis zu 30 kg (wobei es auch deutlich schwerere Ausnahmen gibt). Zu den kommerziellen Angeboten gehören auch kleine modulare Paneele, deren Gewicht ca. 2 kg beträgt. Wir verwenden sie normalerweise auf Balustraden und kleinen Dächern.
Maße - kann über Installationskosten entscheiden. Das Standardmodul hat Abmessungen von 30 x 45 cm. Das Angebot der Hersteller umfasst aber auch viele größere und kleinere Modelle.
Preis der Photovoltaikzellen
Solarkraftwerke sind in Polen nicht sehr beliebt. Ihr Preis kann immer noch sehr hoch sein. Vor dem Kauf von Zellen müssen wir uns daran erinnern, dass die Preisliste der einzelnen Hersteller sehr unterschiedlich sein kann. Daher lohnt es sich, so viele Angebote wie möglich zu prüfen. Am billigsten (aber auch schwer zu bekommen) sind amorphe Zellen. Der Preis für ein einzelnes Element kann zwischen 800 PLN und 1.000 PLN liegen. Wir kaufen polykristalline Siliziumzellen von guter Qualität für 1.300-2.000 PLN. Im Gegenzug zahlen wir mindestens 2.500 PLN für Solarmodule aus monokristallinem Silizium. Denken Sie daran, dass ein Solarkraftwerk in einem Einfamilienhaus über ein Dutzend bis hin zu mehreren Dutzend Paneelen verfügen muss. Der endgültige Kaufpreis beinhaltet auch den Wechselrichter, Montagesysteme, Montagekosten, Systemkonfigurationskosten sowie Kabel und Schutzvorrichtungen. Daher können wir sehen, dass Photovoltaikmodule in Polen immer noch ein ziemlich hoher Kostenfaktor sind.
Kostensimulation Photovoltaik-Module
Wir gehen davon aus, dass sich die Installation von Photovoltaikzellen auf einem kleinen zweistöckigen Haus befindet. In solchen Gebäuden werden meist Solarkraftwerke aus polykristallinen Paneelen eingesetzt. In unserem Fall wird die Anlage eine Leistung von 5 kWp haben und aus 20 Panels (250 Wp) aus der mittleren Preisklasse bestehen. Die einzelnen Ausgaben setzen sich wie folgt zusammen:
- Sonnenkollektoren (20 x 1.300 PLN) - 26.000 PLN
- Wechselrichter - 5.800 PLN
- Konstruktion aus Aluminiumprofilen (angepasst an ein Dach aus Stahlziegeln oder Keramikziegeln) - 4.000 PLN
- Sicherheit und Kabel - 400 PLN
- Montageservice mit Konfiguration - 4 200 PLN
Die Endkosten unserer Simulation betragen 40.400 PLN. Dies ist ein Richtwert. Denken Sie daran, dass sich die Preisliste der einzelnen Auftragnehmer erheblich unterscheiden kann. Der Endpreis des Projekts wird sogar vom Euro-Wechselkurs beeinflusst (die meisten Platten werden nach Polen importiert).
Wird ein Solarkraftwerk rentabel sein?
Unser Solarkraftwerk hat eine Leistung von 5kWp und kann ca. 4.800 kWh Strom pro Jahr produzieren. Dieser Wert kann mit dem durchschnittlichen Jahresstrombedarf eines Vier-Personen-Haushalts verglichen werden. Denken Sie jedoch daran, dass unsere Installation im Netzbetrieb funktioniert und keine Batterien hat. Der überschüssige Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Interessanterweise können wir unsere überschüssige Energie an den Netzanbieter verkaufen. Der Betrag wird jedoch nicht zu hoch sein, und für den gesamten Prozess müssen wir eine Sonderkonzession vereinbaren.
Der Lieferant kann einen Tarif von 0,15 bis 0,25 PLN pro kWh vorschlagen, die in das öffentliche Netz eingespeist werden. Eine so niedrige Rate hat keinen allzu großen Einfluss auf die Kostendeckung des gesamten Projekts. Unsere Einsparungen resultieren aus der Reduzierung (oder sogar dem Wegfall) der Stromrechnungen. Der durchschnittliche Tarif des Lieferanten beträgt 0,60 PLN / kWh. Im Laufe des Jahres produzierten wir 4.800 kWh für unseren Eigenbedarf, was einem Wert von 3.120 PLN entspricht. Somit amortisiert sich die Investition in ein Solarkraftwerk in maximal 13 Jahren. Bedenken wir jedoch, dass die Strompreise ständig steigen. In der Praxis kann sich herausstellen, dass sich die Investition viel früher auszahlt.
