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Was ist Photovoltaik und wie funktioniert PV?

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Die Nutzung von Solarenergie hat sich zu einer der bedeutendsten Entwicklungen in der Stromerzeugungstechnologie entwickelt. Die Photovoltaik, kurz PV, ermöglicht es Haushalten, die Energie der Sonne in sauberen Strom umzuwandeln und dadurch nicht nur die Umwelt zu schützen, sondern auch die Stromrechnung zu senken. In diesem umfassenden Artikel werden wir die Funktionsweise von Photovoltaik im Detail erkunden und herausfinden, wie viel es kostet, Photovoltaik mit Speicher zu installieren. Außerdem werden wir die Frage beantworten, ob Photovoltaik auch ohne direktes Sonnenlicht und im Schatten funktioniert.

Was ist Photovoltaik?

Photovoltaik ist eine Technologie, die es ermöglicht, Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Der Begriff "Photovoltaik" leitet sich von den griechischen Wörtern "phos" (Licht) und "voltaikos" (elektrisch) ab und beschreibt genau das, was diese Technologie tut. Sie nutzt das Licht der Sonne, um elektrische Energie zu erzeugen.

Die zentrale Komponente eines PV-Systems sind die Solarmodule. Diese Module bestehen aus Solarzellen, die normalerweise aus Silizium gefertigt sind. Wenn das Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, erzeugt der Photovoltaik-Effekt elektrischen Strom. Dieser Strom kann verwendet, gespeichert oder ins Stromnetz eingespeist werden. Sie können eine große oder kleine Photovoltaikanlage mit mehreren Solarmodulen auf Dach, Balkon oder Terrasse errichten, um Ihr Haus autark zu machen.

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Wie funktioniert Photovoltaik?

Die Funktionsweise von Photovoltaik beruht auf dem sogenannten Photovoltaik-Effekt. Dieser Effekt tritt auf, wenn Photonen, die kleinsten Einheiten des Lichts, auf die Oberfläche der Solarzellen treffen. Die Energie der Photonen regt die Elektronen im Silizium der Zellen an, wodurch diese Elektronen in Bewegung geraten und einen elektrischen Strom erzeugen.

Der Prozess der Stromerzeugung durch Photovoltaik kann in folgenden Schritten zusammengefasst werden:

  1. Sonnenlicht trifft auf die Solarzellen des Solarmoduls.
  2. Die Photonen im Sonnenlicht geben ihre Energie an die Elektronen im Silizium ab.
  3. Die angeregten Elektronen beginnen sich zu bewegen und erzeugen einen Gleichstrom (DC).
  4. Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom (AC) um, der in Ihrem Haushalt verwendet werden kann.

Was kostet Photovoltaik mit Speicher?

Die Hauptfaktoren, die sich auf die Kosten eines PV-Systems mit Speicher auswirken, sind die Wahl der Speicherbatterien, der Solarmodule und der Wechselrichter. Bevor Sie sich für die Installation einer Photovoltaikanlage entscheiden, sollten Sie zunächst herausfinden, wo Sie die PV-Anlage installieren möchten, wie viel Platz zur Verfügung steht, und dann die richtige Größe der Anlage auf der Grundlage des verfügbaren Platzes sowie des Strombedarfs auswählen. Die Preise für den Batteriespeicher sind unter anderem abhängig von der Kapazität und von der Art des Akkus. Kleine Speicher mit unter 10 kWh Kapazität kosten ca. 6.000€ - 8.000€. Eine Solaranlage mit 10 kWh Speicher kostet etwa. 30.000€. Im Folgenden erfahren Sie die anderen Faktoren, die Kosten einer Photovoltaik-Anlage mit Speicher beeinflussen:

Anlagengröße: Die Größe der PV-Anlage und die Kapazität des Speichersystems beeinflussen die Gesamtkosten. Größere Anlagen und leistungsstärkere Batterien sind teurer.

Technologie: Hochwertigere Technologie ist in der Regel teurer, bietet aber oft eine höhere Effizienz und Lebensdauer, z.B die Batterietechnologie, LFP Batterie teuer als NMC Batterie.

Installation: Die Installationskosten einer Photovoltaik (PV)-Anlage in Deutschland, einschließlich der Montage der Solarmodule und des Speichersystems, können je nach verschiedenen Faktoren stark variieren. Diese Faktoren umfassen die Größe und Leistung der Anlage, die Art der verwendeten Solarzellen, die Art des Montagesystems, die technischen Anforderungen vor Ort und die Wahl des Installateurs. Im Durchschnitt können die Installationskosten pro installiertem Kilowatt (kW) in Deutschland zwischen 1.000 und 2.500 Euro liegen. Beachten Sie jedoch, dass dies nur eine grobe Schätzung ist und die tatsächlichen Kosten erheblich variieren können.

Netzanschluss: Wenn Sie die PV-Anlage an das Stromnetz anschließen oder davon trennen möchten, kann dies die Gesamtkosten beeinflussen.

Standort: Die geografische Lage und die Sonneneinstrahlung am Standort können die Effizienz der Anlage und somit das Kosten-Effizienz-Verhältnis beeinflussen.

Die Kosten für eine PV-Anlage mit Speicher können daher von einigen tausend bis zu mehreren zehntausend Euro reichen. In einigen Ländern und Regionen gibt es Subventionsprogramme und finanzielle Anreize für die Installation und Nutzung von PV-Anlagen, die die Kosten von PV-Anlagen mit Speichern senken können. Es ist ratsam, sich vor dem Kauf über die lokalen PV-Förderungen zu informieren, um die wirtschaftlichste Lösung für Ihre individuellen Bedürfnisse zu finden. Wenn Sie eine Wohnung mieten und kein Photovoltaik-System installieren können, können Sie eine kleine mobile Solaranlage mit Speicher wählen, diese tragbare PV-Anlage kostet nur etw. 2000€ und braucht keine Installation.

Mobile PV-Anlage für Zuhause

Funktioniert Photovoltaik auch ohne Sonne und im Schatten?

Photovoltaikanlagen erzeugen Strom aus Sonnenlicht, und die Antwort liegt auf der Hand: Photovoltaikanlagen können ohne Sonne nicht funktionieren, Photovoltaikanlagen sind bei direktem Sonnenlicht am effizientesten. Solarmodule funktionieren auch, wenn das Sonnenlicht durch Wolken oder Nebel gebrochen wird, nur mit weniger Erfolg. Moderne Solarmodule können auch unter weniger idealen Bedingungen Energie erzeugen:

Diffuses Licht: Solarmodule können Energie auch bei bewölktem Himmel und diffusem Licht erzeugen, wenn die Sonneneinstrahlung weniger intensiv ist. Der Ertrag kann geringer sein, aber die Anlage wird dennoch Strom produzieren.

Schatten: Wenn Teile eines Solarmoduls im Schatten liegen, kann dies die Leistung des gesamten Moduls beeinträchtigen. Moderne PV-Systeme sind jedoch oft mit sogenannten Bypass-Dioden ausgestattet, die den negativen Einfluss von Schatten minimieren können.

Nachts: In der Nacht oder bei völliger Dunkelheit erzeugen Solarmodule keine Energie. In solchen Fällen ist eine Batterie oder ein Energiespeichersystem erforderlich, um den während des Tages erzeugten Strom zu speichern und später zu nutzen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Photovoltaik-Anlagen auch bei weniger idealen Lichtverhältnissen Energie erzeugen können, jedoch bei direkter Sonneneinstrahlung am effizientesten arbeiten. Die Verwendung von Speicherlösungen ermöglicht es, überschüssige Energie für den späteren Gebrauch aufzubewahren und die Eigenversorgung zu erhöhen.

Fazit

Photovoltaik bietet Haushalten eine nachhaltige und saubere Energiequelle. Sie ermöglicht es, die Sonnenenergie in Strom umzuwandeln und so nicht nur die Umwelt zu schonen, sondern auch die Energiekosten zu senken. Mit den Fortschritten in der Technologie wird die Photovoltaik zunehmend effizienter und kostengünstiger, was sie zu einer attraktiven Option für die Energieversorgung von Privathaushalten macht.

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