Es scheint fast magisch, dass Sie eine flache, glasüberzogene Platte (ein Solarpanel) nehmen, in die Sonne stecken und Strom zum Herauskommen bringen können. Noch magischer erscheint es, wenn man bedenkt, dass eine Solarstromanlage, wenn sie in ihre wichtigsten Elemente zerlegt wird, kaum mehr als Sand und Drähte ist. Die wahre Magie hinter Solarmodulen ist ein Halbleitermaterial (ein natürliches Mineralprodukt), das Lichtenergie in Elektrizität umwandelt. Sobald Sie die elektrische Energie erzeugt haben, müssen Sie sie lediglich über Kabel von den Sonnenkollektoren in Ihr Haus oder in das Stromnetz übertragen. Schlicht und einfach wissenschaftlich Magie.
credit: tbradford / iStock / GettyImagesSolarplatten werden häufig auf der Dachfläche montiert, die der direktesten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist.Grundlagen der Solarstromanlage
Eine Heim-Solarstromanlage ist im wahrsten Sinne des Wortes ein Haushaltskraftwerk. Es erzeugt Strom, der genauso nützlich ist wie der Strom, den Sie vom Versorgungsunternehmen erhalten, und kann in der Tat Strom zum Versorgungssystem beitragen. Auf diese Weise können Sie tatsächlich Strom nicht nur für Ihr eigenes Haus, sondern auch für die Häuser Ihrer Nachbarn produzieren.
Das Herzstück einer Solaranlage sind die Sonnenkollektoren, die auf Ihrem Dach oder auf dem Boden installiert werden können. Eine Gruppe von Sonnenkollektoren wird als Array. Wenn die Sonne auf das Array scheint, erzeugen die Panels Strom und speisen ihn in Drähte ein, die letztendlich mit dem elektrischen Service-Panel Ihres Hauses, Ihrem Leistungsschalterkasten, verbunden werden. Von dort kann der Strom direkt von den Lampen und Geräten in Ihrem Haus genutzt werden. Wenn Ihr Array zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr Strom erzeugt, als Ihr Haus benötigt, wird der überschüssige Strom durch einen speziellen Stromzähler geleitet, der es ermöglicht, den Strom in das öffentliche Stromnetz zu leiten, wo er von anderen Kunden genutzt wird.
credit: todaydesign / iStock / GettyImagesWährend Solar-Arrays auf dem Dach am häufigsten verwendet werden, bieten bodenmontierte Arrays mehr Platzierungsoptionen, um die Sonne einzufangen.Netzgebundene Solarsysteme für zu Hause
Ein Haussolarsystem, das an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist, ist in der Branche als "netzgebunden" bekannt und die häufigste, einfachste und kostengünstigste Art von Haussolarsystemen. Wenn Sie in einem bebauten Gebiet mit Standardstromversorgung leben und nur einen Teil oder den größten Teil Ihres konventionellen Energieverbrauchs mit Solarstrom ausgleichen möchten, werden Sie höchstwahrscheinlich ein netzgebundenes System installieren. Der Hauptunterschied von netzgebundenen Systemen besteht darin, dass die Energie in beide Richtungen fließt. Wenn Ihr Haus mehr Strom benötigt, als Ihre Solaranlage produziert, bezieht das Haus Strom aus dem Stromnetz. Wenn Ihre Solarproduktion den Bedarf der privaten Haushalte übersteigt, speisen Sie das Netz mit Ihrer Solarenergie (und Sie erhalten dafür in der einen oder anderen Form eine Gutschrift).
Gutschrift: Hero Images / Hero Images / GettyImagesDie meisten Heim-Solaranlagen werden von Fachleuten installiert, in vielen Bereichen ist jedoch die Heimwerkermontage gestattet.Daher verlassen sich netzgebundene Systeme bei Bedarf auf die Stromversorgung. Sie sind auch auf das öffentliche Stromnetz angewiesen. Wenn das Stromnetz ausfällt (z. B. während eines Unwetters oder bei Reparaturen von Versorgungsunternehmen), funktionieren auch netzgebundene Solarsysteme nicht mehr. Die Panels sind natürlich noch funktionsfähig, aber der Stromfluss wird unterbrochen, bevor er zu Ihrem Leistungsschalterkasten oder dem Stromzähler gelangt. Dies ist eine Sicherheitsfunktion, die verhindert, dass Haushaltskraftwerke das Netz mit Strom versorgen, wenn das Versorgungsunternehmen damit rechnet, dass es abgeschaltet wird.
Andere Arten von Heimsolarsystemen
Es gibt zwei weitere Arten von Solarsystemen, zusätzlich zu den netzgebundenen Standardanlagen. Die häufigere Alternative zu netzgebundenen ist eine netzunabhängiges System. Dies hat die meisten der gleichen Komponenten eines netzgebundenen Aufbaus und wird an die Leistungsschalterbox des Hauses angeschlossen, jedoch nicht an das öffentliche Stromnetz. Stattdessen enthält es eine große Sammlung von Batterien mit der Bezeichnung a Batteriebank, das speichert überschüssige Sonnenenergie während des Tages. Wenn die Sonne untergeht und das Array keinen Strom mehr erzeugt, bezieht das Haus den gespeicherten Strom aus der Batteriebank. Am nächsten Tag, wenn die Sonne wieder aufgeht, lädt das Array die Batterien auf und der Tageszyklus geht weiter.
Gutschrift: Solar ConnectionOff-Grid-Systeme verwenden spezielle "Deep-Cycle" -Batterien zum langsamen Laden und Entladen. Sie dauern etwa 5 bis 15 Jahre.Off-Grid-Systeme sind in abgelegenen Gebieten üblich, in denen keine oder nur sehr kostenintensive Stromversorgungsanschlüsse verfügbar sind. Sie sind auch bei Enthusiasten von Solarenergie (oder erneuerbarer Energie) beliebt, die es vorziehen, ihren gesamten Haushalt mit Energie zu versorgen. Off-Grid-Systeme kosten etwa doppelt so viel wie netzgebundene Systeme und erfordern viel mehr Überwachung und Wartung. Sie bieten jedoch den Vorteil einer vollständigen Energieunabhängigkeit.
Der dritte Systemtyp ist eine Kombination aus netzgebundenem und netzfernem System und wird, nicht überraschend, als netzgebunden mit Batterie-Backup. Der Name fasst ziemlich genau zusammen, was es tut. Es ist an das Stromnetz angeschlossen und verfügt über eine Batteriebank für die Notstromversorgung, wenn das Stromnetz ausfällt. In der Regel ist die Batteriebank relativ klein und versorgt nur wenige "kritische Lasten" im Haus, z. B. den Kühlschrank, die Heizungsanlage sowie einige Lampen und Steckdosen. Die Batterien können auch verwendet werden, um die Vorteile von Nebenstrompreisen zu nutzen und Netzstrom zu verbrauchen, wenn dies relativ kostengünstig ist. Das Hinzufügen einer Batteriesicherung zu einem netzgebundenen System erfordert jedoch hoch entwickelte und teure Geräte, ganz zu schweigen von der komplexen Konstruktion und Installation sowie der Batteriewartung. Aus diesem Grund entscheiden sich die meisten Hausbesitzer stattdessen für grundlegende netzgebundene Systeme.
credit: studio023 / iStock / GettyImagesEin Standard-Solarmodul besteht aus etwa 60 bis 72 Solarzellen. Jede Zelle erzeugt ca. 0,5 Volt Strom.Das A und O von netzgebundenen Solarsystemen
Solarstrom wird technisch genannt Photovoltaik, oder PV, was eine Mischung der Wörter ist Foto (für Licht) und Volt (für Strom). Sonnenlicht enthält Lichtenergieeinheiten genannt Photonen. Ein Solarpanel wandelt diese Energie mit seinen Solarzellen aus kristallinem Silizium, einem Halbleitermaterial, das eine Energieform in Elektrizität umwandelt, in Elektrizität um. Einfach ausgedrückt, treffen die Lichtphotonen auf eine Seite der Solarzellen. Dies erregt Elektronen im Halbleiter und Elektrizität tritt auf der anderen Seite aus. Leitfähige Materialien (im Wesentlichen Drähte) fangen diese Energie ein und speisen sie in die Solaranlage (PV) ein.
Sonnenkollektoren erzeugen Energie in Form von Gleichstromoder Gleichstrom. Aber Ihre Haushaltsgeräte und Lichter laufen an Wechselstrom, Wechselstrom, Strom. Daher muss der Gleichstrom der Solarmodule mit einem Gerät namens a in Wechselstrom umgewandelt werden Wechselrichter. Einige Systeme verwenden einen einzelnen Wechselrichter (als String-Wechselrichter bezeichnet), der die Leistung aller Solarmodule umwandelt. Andere verwenden Mikro-Wechselrichter, die jeweils an ein oder zwei Panels angeschlossen und an jedem Panel (oder an zwei Panels) verdeckt werden.
Gutschrift: Clean Energy ReviewsSolar-Wechselrichter machen den Gleichstrom für den Einsatz in Haushalten und im öffentlichen Stromnetz geeignet.Sobald der Strom in Wechselstrom umgewandelt wurde, durchläuft er einen Trennschalter (der dazu dient, das Solar-Array aus Sicherheitsgründen, zur Reparatur usw. vom Rest des Systems zu trennen) und anschließend einen PV-Produktionszähler, der den Strom überwacht Sonnenenergie erzeugt. Schließlich wird der Strom in die Leistungsschalterbox des Hauses eingespeist, normalerweise mit ein paar speziellen Leistungsschaltern. Auf der anderen Seite des Breakerkastens befindet sich ein Nettozähler, Dadurch kann der Strom sowohl auf das Netz als auch vom Netz abgeleitet werden, im Gegensatz zu einem Standard-Einwegmessgerät, bei dem der Strom nur vom Netz zum Haus fließt. Der Netzzähler zeichnet sowohl den ein- als auch den ausgehenden Strom auf, sodass Sie und das Energieversorgungsunternehmen den Strom Ihres Haushalts nachverfolgen können Netz Stromverbrauch.
Alle netzgebundenen Systeme bieten eine Möglichkeit zum "schnellen Herunterfahren" oder zum Deaktivieren des Systems am Array. Auf diese Weise kann das Notfallpersonal (Feuerwehrleute usw.) eine PV-Anlage vor dem Betreten von außerhalb des Hauses ausschalten. Systeme mit String-Wechselrichtern verfügen über separate Abschalteinrichtungen, während bei Systemen mit Mikro-Wechselrichtern die Mikro-Wechselrichter über eine automatische Abschaltfunktion verfügen.
