Photovoltaik wird die Basis für eine neue Energiewirtschaft, umweltgerecht und weltumspannend. Photovoltaik ist eine junge Technik und hat das große Potential sich durchzusetzen.
Die Anwendungsbreite ist riesig, jedoch beträgt ihr Anteil an der hiesigen Stromerzeugung unter einem Prozent.
Elektrizität direkt aus dem Sonnenlicht zu gewinnen, wobei keine Schadstoffe entstehen, keine umständliche Aufbereitung notwendig ist und auch kein Lärm entsteht, ist für viele Menschen faszinierend.
Von den Menschen selbst wird es abhängen, ob eines Tages der Übergang zur solaren Weltwirtschaft geschafft wird und ob es gelingt die Energiequelle „Sonne“ in globalem Stil anzuzapfen, die die Erde seit Milliarden von Jahren mit Energie zum Nulltarif versorgt. Nur ein geringer Teil ihrer gesamten Strahlung fällt auf unsere Erde, aber immer noch 10000 mal mehr Energie als wir verbrauchen.
Photovoltaik ist eine Möglichkeit Energie zu gewinnen, die nicht umweltschädlich ist. Sie nutzt eine Energiequelle, die für menschliche Verhältnisse unendlich lange zur Verfügung steht. Um sie müssen keine Kriege geführt werden und sie verursacht keine Umweltkatastrophen. Viele unserer ökologischen Probleme sind Folgen der bisherigen Energieversorgung. Das Waldsterben durch Schwefeldioxid, Klimaveränderungen durch Kohlendioxid, Radioaktivität aus Atomkraftwerken, Meeresverschmutzung durch Tankerunfälle u.s.w. sind Folgen einer einseitigen und durch Lobbyismus beherrschten Energiewirtschaft. Der begrenzte und immer knapper werdende Bestand an fossilen Ressourcen wie Kohle, Erdöl und Erdgas zwingt nun auch diese Energiewirtschaft zum Umdenken. So werden sämtliche, von den Menschen zugänglichen Vorkommen an fossilen Energieträgern bereits im 21.Jahrhundert aufgebraucht und lediglich die Kohlevorräte noch über einen etwas längeren Zeitraum verfügbar sein. Somit werden wenige Generationen sämtliche fossilen Vorräte der letzten Jahrmillionen vollständig ausgebeutet haben.
Die Sonne als natürliche Energiequelle bietet uns Alternativen zur konventionellen Energieversorgung. Photovoltaik, die direkte Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenlicht, ist eine der Alternativen. Sie ist eine bereits heute ausgereifte Technologie. Allerdings wird die Photovoltaik alleine das Energieproblem der Zukunft nicht lösen können. Es muss ein gesunder Mix aus allen regenerativen Energien (Solar, Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme, Brennstoffzellen, u.s.w.) entwickelt und gemeinsam genutzt werden.
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Inhaltsverzeichnis
- Inhaltsverzeichnis
- Verzeichnis der Abkürzungen
- Kurzreferat
- Literaturverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Darstellung der Funktionsweise des Photovoltaikprinzips
- 2.1 PV-Anlagen, Strom aus Sonnenlicht
- 2.1.1 Warum Sonnenstrom?
- 2.1.2 Überblick
- 2.1.3 Inselsysteme
- 2.1.4 Netzgekoppelte Systeme
- 2.2 Sonnenstrahlung
- 2.2.1 Verteilung der Sonnenstrahlung
- 2.2.2 Sonnenstand und Einstrahlung auf Photovoltaikanlagen
- 2.3 Photovoltaischer Effekt
- 2.3.1 Funktionsprinzip einer Solarzelle
- 2.3.2 Aufbau einer Solarzelle
- 2.1 PV-Anlagen, Strom aus Sonnenlicht
- 3 Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik
- 3.1 Einteilung der Zellarten
- 3.1.1 Zellarten
- 3.1.2 Kristalline Zellen
- 3.1.3 Dünnschichtzellen
- 3.2 Elektrische Eigenschaften und Betriebsverhalten von Solarzellen
- 3.2.1 Ersatzschaltbilder von Solarzellen
- 3.2.2 Solarzellenkennlinien
- 3.2.3 Elektrische Beschreibung von PV-Modulen
- 3.1 Einteilung der Zellarten
- 4 Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen
- 4.1 Warum Photovoltaikanlagen nachführen?
- 4.2 Einsatzgebiete und Grenzen für Nachführsysteme
- 5 Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus
- 5.1 Anlagengröße und Modulauswahl
- 5.2 Wechselrichterdimensionierung
- 5.3 Kabel- und Leitungsauslegung
- 5.4 Netzeinspeisung
- 5.5 Erdung und Überspannungsschutz
- 6 Wirtschaftlichkeit
- 6.1 Ertragsabschätzung
- 6.2 Ertragsberechnung ohne Kapitalverzinsung
- 6.3 Ertragsberechnung mit Kapitalverzinsung
- 7 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Projektarbeit befasst sich mit der Planung und Dimensionierung einer Photovoltaik-Anlage mit netzgekoppeltem Betrieb für ein Einfamilienhaus. Ziel ist es, die Anlage so zu konzipieren, dass sie eine maximale Solarleistung bei vertretbarem Kostenaufwand erzielt. Die Arbeit behandelt dabei die Funktionsweise des Photovoltaikprinzips, die verschiedenen Zellarten und Herstellungstechnologien, die Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen sowie die Planung und Auslegung der Anlage inklusive Ertragsabschätzung und Wirtschaftlichkeitsanalyse.
- Funktionsprinzip des Photovoltaikprinzips
- Herstellungstechnologien und Entwicklungsstand der Photovoltaik
- Planung und Dimensionierung einer Photovoltaik-Anlage
- Ertragsabschätzung und Wirtschaftlichkeitsanalyse
- Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Thematik der Photovoltaik und ihrer Bedeutung für die Energiewirtschaft. Anschließend wird die Funktionsweise des Photovoltaikprinzips erläutert, wobei die verschiedenen Zellarten und Herstellungstechnologien vorgestellt werden. Es werden die elektrischen Eigenschaften und das Betriebsverhalten von Solarzellen sowie die Problematik der Nachführung von Photovoltaikanlagen behandelt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Planung und Auslegung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage für ein Einfamilienhaus. Hierbei werden die Anlagengröße, die Modulauswahl, die Wechselrichterdimensionierung, die Kabel- und Leitungsauslegung sowie die Netzeinspeisung und der Erdungs- und Überspannungsschutz detailliert betrachtet. Abschließend wird die Wirtschaftlichkeit der Anlage anhand einer Ertragsabschätzung und einer Wirtschaftlichkeitsanalyse untersucht.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Photovoltaik, netzgekoppelter Betrieb, Solarstrom, Solarzellen, Module, Wechselrichter, Planung, Dimensionierung, Ertragsabschätzung, Wirtschaftlichkeit, Nachführung, Erdung, Überspannungsschutz, Energiegewinnung, regenerative Energien, Umweltfreundlichkeit.
- Citar trabajo
- Roald Naundorf (Autor), 2001, Dimensionierung einer Photovoltaik-Anlage mit netzgekoppeltem Betrieb, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/4000
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