Alle Solarsysteme basieren auf denselben Grundprinzipien. Solarpanels nutzen zunächst den photovoltaischen (PV) Effekt, um Sonnenenergie oder Sonnenlicht in Gleichstrom umzuwandeln. Gleichstrom kann dann in Batterien gespeichert oder über Solarwechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden, um Haushaltsgeräte zu betreiben. Je nach Systemtyp kann überschüssige Solarenergie ins Netz eingespeist werden, um Gutschriften zu erhalten, oder in verschiedenen Batteriespeichersystemen gespeichert werden.
Als Faustregel gilt, dass Gleichstromsysteme nur bei niedrigeren Leistungswerten oder in Anwendungen verwendet werden können, bei denen die Last standardmäßig mit Gleichstrom betrieben wird, wie z. B. LED-Leuchten, Gleichstromventilatoren, Telekommunikationssysteme, kathodische Schutzsysteme usw. Ein 300-Watt tragbares Solarsystem kann Lasten mit hohem Anlaufstrom bewältigen.
Anwendung:
- Benutzersolaranlage. Photovoltaische Wasserpumpe zur Lösung von Problemen mit tiefem Wasser ohne Stromversorgung sowie zur Trinkwasserversorgung und Bewässerung; Solare Wasserreiniger können das Problem der Trinkwasserversorgung und Wasserqualität in stromlosen Gebieten lösen.
- Kommunikationsbereich. Solarbetriebene unbemannte Mikrowellen-Relaisstationen, Glasfaserkabel-Wartungsstationen, Stromversorgungssysteme für Rundfunk/Kommunikation/Paging, kleine Kommunikatoren.
- Stromversorgung für die Hausbeleuchtung. Zum Beispiel Straßenlampen, Taschenlampen, Gartenlampen, Energiesparlampen usw.
- Sonstiges. Solarautos/Elektroautos, Ventilatorlüfter; Stromversorgung für Entsalzungsanlagen; Satelliten, Raumfahrzeuge, Weltraum-Solarkraftwerke.
In vielen Fällen erhalten Solarpanels kein direktes Sonnenlicht. Sie können durch umliegende Gebäude oder Bäume beschattet sein, abseits von direktem Sonnenlicht stehen oder einfach durch Wetterbedingungen wie Wolken, Regen oder Schnee beeinträchtigt werden. Solarpanels können auch bei bewölktem und bedecktem Himmel Energie erzeugen, aber die Energiemenge hängt von der „Dicke“ und Höhe der Wolken ab, die bestimmen, wie viel Licht durchdringen kann. Die Menge der Lichtenergie wird als Sonneneinstrahlung bezeichnet und wird üblicherweise über den gesamten Tag gemittelt, wobei der Begriff der Spitzen-Sonnenstunden (PSH) verwendet wird. Die PSH oder durchschnittliche tägliche Sonnenscheindauer hängt hauptsächlich vom Standort und der Jahreszeit ab.
Solarpanels arbeiten am besten bei direktem Sonnenlicht, können aber auch ohne dieses funktionieren. Sie nutzen eine Kombination aus direktem und indirektem Sonnenlicht als Eingangsquelle zur Stromerzeugung. Beide Formen des Sonnenlichts enthalten Photonen, die von den Solarpanels in Strom umgewandelt werden. Wenn kein direktes Sonnenlicht vorhanden ist, verwenden die Solarpanels ausschließlich indirektes Sonnenlicht zur Stromerzeugung. Allerdings verschlechtert sich die Leistung ohne direktes Sonnenlicht. Das liegt daran, dass Solarpanels 1.000 W/m2 Sonnenlicht benötigen, um ihre Spitzenleistung zu erreichen; diese Menge an Sonnenlicht erhält man nur bei direkter Sonneneinstrahlung.
