Um die Energiemenge zu bestimmen, die das netzgekoppelte PV-System jährlich erzeugen kann, müssen Sie es entwerfen und installieren. Verwenden wir als Beispiel das Dach eines 60 m² großen Hauses für unsere Berechnungen.
Es reicht aus, wenn jedes Familienhaus ein Dach mit 60 Quadratmetern hat. Wie viel Leistung kann auf einem 60 Quadratmeter großen Dach installiert werden? Gibt es genügend Solarmodule, um jeden Tag genug Strom für ein Haus zu erzeugen?
Ein haushaltsübliches Solarsystem verwendet normalerweise monokristalline oder polykristalline Silizium-Module. Im Allgemeinen sind diese mit 36 V und 280 W bei einer Fläche von 1,8 m² pro Modul ausgelegt. Zwischen den Solarmodulen gibt es Parallelschaltungen und Reihenschaltungen. Bei der Installation sollten der richtige Neigungswinkel und die Ausrichtung zur Sonne gewählt werden. Außerdem sollte jede Modulgruppe mit einem gewissen Abstand versetzt werden, um gegenseitiges Überlappen und Verschattung zu vermeiden. Es wird empfohlen, einen Durchgang für die einfache Reinigung und Wartung des Solarmodul-Arrays freizuhalten. Die empfohlenen Anordnungen der Solarmodule sind wie folgt: Auf einem 60 m² großen Dach sollten 20 Plätze für Solarmodule vorhanden sein. Insgesamt gibt es 36 PV-Module mit einer Fläche von 36 Quadratmetern. Die installierte PV-Leistung beträgt 5,6 kW.
Wie viel Energie erzeugen die Solarmodule täglich? Die Effizienz eines Solarmoduls bei der Umwandlung von Photonen in Strom hängt hauptsächlich von der Sonneneinstrahlung, der Tageslichtdauer und dem Montagewinkel ab.
Unter Standard-Testbedingungen wird die photoelektrische Umwandlungseffizienz eines Solarmoduls gemessen, indem die maximale Ausgangsleistung des Moduls mit der auf das Modul einfallenden Sonnenleistung verglichen wird. Die photoelektrische Umwandlungseffizienz von polykristallinen Siliziumzellenmodulen und monokristallinen Siliziumzellenmodulen liegt üblicherweise nicht unter 15,5 % bzw. 16,5 %.
Demnach hat das Solarmodul-Array unter Standard-Sonnenlichtbedingungen (1000 W/m²) eine reale Leistung von 5,6 kW/0,16 = 3,5 kW. Solarstrom kann an einem Tag 21 kWh erzeugen, wenn die optimalen 6 Stunden (10:00–16:00 Uhr) als effektive Sonnenstunden berücksichtigt werden. Nach dieser Berechnung erzeugt es 5040 kWh PV-Leistung, wenn 240 Tage im Jahr (20 Tage pro Monat effektive Sonnenstromerzeugung) zugrunde gelegt werden.
Für diese Berechnung müssen ideale Bedingungen erfüllt sein. Neben Typ, Installation und Wartung der Solarkits wie Halterungen, Solarwechselrichter und anderen Komponenten wird die tatsächlich erzeugte Energie eines Solarsystems auch von Temperatur, Wetter und weiteren Faktoren beeinflusst.
Für den Betrieb des Solarsystems ist die Halterung für die Module unerlässlich. PV-Systeme müssen auf Dachkonstruktionen mit hoher Tragfähigkeit installiert werden. Wenn das Haus diese Anforderungen nicht erfüllt, muss die Unterstützung verstärkt werden, um die Bewohner und andere Personen zu schützen. Außerdem müssen vor der Montage der Halterung die Dachabdichtung und Beschichtung instand gehalten werden. Auch Bäume und Gebäude in der Umgebung können die Effizienz und die effektive Zeit, in der die Solarmodule Sonnenenergie empfangen und umwandeln, direkt beeinflussen.
Solarsysteme werden mit dem Netz über 380 V/400 V/415 V/440 V/460 V/480 V Drehstrom oder 110 V/120 V/220 V/230 V/240 V Einphasenwechselstrom verbunden. Die idealen Wechselrichter für ein einphasiges Netz sind üblicherweise solche mit 1 kW, 3 kW und 5 kW. Um die Leistung von netzgekoppelten Wechselrichtern zu maximieren, müssen Drehstromwechselrichter über 10 kW liegen.
