D7 Elektro- und Photovoltaikanlagen

Thema

Die Dimensionierung einer elektrischen Anlage hängt von zwei unabhängigen Kriterien ab, die gleichzeitig erfüllt sein müssen: Der Leiter muss den erwarteten Strom ohne Überhitzung führen können, und der Spannungsabfall entlang der Kabelstrecke darf einen zulässigen Grenzwert nicht überschreiten. In der Praxis bedeutet dies, dass bei gleicher Leistung Kabel mit größerem Querschnitt verwendet werden müssen, je größer die zu überbrückende Strecke ist.

Bei der Photovoltaik-Stromerzeugung hängt die von einem System erzeugte Energie von der auf die Moduloberfläche auftreffenden Sonneneinstrahlung ab – der gleichen Strahlung, die in den Abschnitten zu passiver Solartechnik und integrierten Projektmodulen beschrieben wird –, der installierten Fläche und dem Wirkungsgrad der Module. Sie hängt außerdem von einem Gesamtleistungsfaktor ab, der alle tatsächlichen Systemverluste berücksichtigt – Verkabelung, Modulerwärmung, Verschmutzung und Wechselrichter – und der bei gut geplanten Anlagen auf einem relativ hohen Niveau gehalten wird. Der Wechselrichter, der den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in den für das Gebäude benötigten Wechselstrom umwandelt, hat ebenfalls einen Wirkungsgrad, der bei modernen Geräten sehr hoch ist. Dieser Wirkungsgrad bestimmt, wie viel der von den Modulen aufgenommenen Energie tatsächlich nutzbar ist.

Um die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage zu beurteilen, werden die Investitionskosten zuzüglich der Betriebs- und Wartungskosten über die gesamte Lebensdauer mit der erwarteten Gesamtenergieproduktion im selben Zeitraum verglichen. Daraus ergibt sich ein Kosten-pro-Einheit-Preis, der einen Vergleich der Anlage mit anderen Stromquellen ermöglicht.

Dieses Modul, das zunächst zwei gleichzeitige Kriterien für einen elektrischen Leiter fordert, zeigt abschließend, dass die letztendlich von einer Photovoltaikanlage gelieferte Energie das Ergebnis einer Kette aufeinanderfolgender Effizienzsteigerungen ist – Module, System, Wechselrichter –, wobei eine einzelne schwache Stufe die Leistung aller anderen reduziert.

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