Sonnenenergie
Eine animierte Kurzerklärung zu Solarenergie: Gewinnung, Nutzung und Speicherung
Interaktives Diagramm des Solarenergiekreislaufs: Sonnenlicht trifft auf die Module und erzeugt Gleichstrom (DC), ein Wechselrichter wandelt diesen für den Hausgebrauch in Wechselstrom (AC) um, der Überschuss lädt tagsüber einen Batteriespeicher auf, und nachts entlädt sich die Batterie, um das Haus zu versorgen. Wechseln Sie zwischen Tag und Nacht, um die Umkehr des Stromflusses zu sehen.
Wechseln Sie zwischen Tag und Nacht, um zu sehen, wie sich die Strömung umkehrt.
Schema eines Wechselrichters: Gleichstrom wird in eine Schaltbrücke eingespeist, wo zwei Schalterpaare schnell abwechselnd schalten. Dadurch entsteht eine unruhige Rechteckwelle, die zu einer sauberen Wechselstrom-Sinuswelle geglättet wird.
Querschnitt einer Solarzelle: Sonnenlicht trifft auf den Übergang zwischen einer n-dotierten und einer p-dotierten Siliziumschicht und setzt dabei Elektronen frei, die über Metallkontakte nach außen fließen, durch einen externen Stromkreis und eine Last geleitet werden und als Gleichstrom zurück in die Zelle gelangen.
Sobald der Wechselstrom den Wechselrichter verlässt, fließt er durch den Hauptverteilerkasten Ihres Hauses – denselben Sicherungskasten, der auch für Netzstrom verwendet wird – und von dort an folgt das System einer festgelegten Prioritätsreihenfolge:
1.
Ihre Haushaltsgeräte werden vorrangig mit Solarstrom versorgt. Alles, was Ihr Haus gerade verbraucht – Licht, Kühlschrank, Heizung/Klimaanlage usw. – wird direkt aus dem Solarstrom bezogen. Dies geschieht sofort und automatisch; es gibt keine Verzögerung oder Umschaltung.
Ihre Haushaltsgeräte werden vorrangig mit Solarstrom versorgt. Alles, was Ihr Haus gerade verbraucht – Licht, Kühlschrank, Heizung/Klimaanlage usw. – wird direkt aus dem Solarstrom bezogen. Dies geschieht sofort und automatisch; es gibt keine Verzögerung oder Umschaltung.
2.
Überschüssiger Strom lädt die Batterie. Wenn Ihre Solarmodule mehr Strom produzieren, als das Haus in diesem Moment verbraucht (was häufig um die Mittagszeit der Fall ist), wird der Überschuss in den Akku geleitet, bis dieser voll ist.
Überschüssiger Strom lädt die Batterie. Wenn Ihre Solarmodule mehr Strom produzieren, als das Haus in diesem Moment verbraucht (was häufig um die Mittagszeit der Fall ist), wird der Überschuss in den Akku geleitet, bis dieser voll ist.
3.
Überschüssiger Strom wird ins Netz eingespeist. Sobald die Batterie voll geladen ist und das Haus ausreichend versorgt ist, wird die überschüssige Produktion ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Je nach Energieversorger und Land erhalten Sie dafür entweder eine Gutschrift (Netzeinspeisung), der eingespeiste Strom wird zum Großhandelspreis abgerechnet oder in manchen Fällen gar nicht vergütet – es lohnt sich, die Richtlinien Ihres Energieversorgers zu prüfen.
Überschüssiger Strom wird ins Netz eingespeist. Sobald die Batterie voll geladen ist und das Haus ausreichend versorgt ist, wird die überschüssige Produktion ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Je nach Energieversorger und Land erhalten Sie dafür entweder eine Gutschrift (Netzeinspeisung), der eingespeiste Strom wird zum Großhandelspreis abgerechnet oder in manchen Fällen gar nicht vergütet – es lohnt sich, die Richtlinien Ihres Energieversorgers zu prüfen.
4.
Wenn die Solarenergie nicht ausreicht, springt das Stromnetz ein. Bei anhaltender Bewölkung oder wenn der Strombedarf die Leistung Ihrer Solaranlage übersteigt (beispielsweise wenn Klimaanlage und Backofen gleichzeitig eingeschaltet werden), wird der fehlende Strom aus dem Stromnetz gedeckt – oder, falls vorhanden und geladen, zunächst aus der Batterie, bevor das Stromnetz überhaupt angezapft wird.
Wenn die Solarenergie nicht ausreicht, springt das Stromnetz ein. Bei anhaltender Bewölkung oder wenn der Strombedarf die Leistung Ihrer Solaranlage übersteigt (beispielsweise wenn Klimaanlage und Backofen gleichzeitig eingeschaltet werden), wird der fehlende Strom aus dem Stromnetz gedeckt – oder, falls vorhanden und geladen, zunächst aus der Batterie, bevor das Stromnetz überhaupt angezapft wird.
Ein intelligenter Zähler am Netzanschlusspunkt erfasst all diese Daten – wie viel Strom Sie importieren und exportieren – und genau darauf basiert Ihre Stromrechnung (oder Gutschrift).
Eine Besonderheit: Die genaue Priorität zwischen „Batterie laden“ und „Einspeisung ins Netz“ lässt sich bei den meisten modernen Systemen einstellen. Manche priorisieren das Laden der Batterie für eine sichere Datensicherung; andere die Einspeisung, wenn ihr Energieversorger dafür gut bezahlt.
Eine Besonderheit: Die genaue Priorität zwischen „Batterie laden“ und „Einspeisung ins Netz“ lässt sich bei den meisten modernen Systemen einstellen. Manche priorisieren das Laden der Batterie für eine sichere Datensicherung; andere die Einspeisung, wenn ihr Energieversorger dafür gut bezahlt.
Diagramm einer Lithium-Ionen-Batteriezelle während des Lade- und Entladevorgangs. Umschalten zwischen dem Laden, bei dem Lithium-Ionen durch den Elektrolyten von der Kathode zur Anode wandern, während ein externes Ladegerät den Strom liefert, und dem Entladen, bei dem die Ionen zurück zur Kathode wandern und so Energie an einen Verbraucher abgeben.