Komponenten einer Photovoltaikanlage

Erfahren Sie, wie eine Photovoltaikanlage aufgebaut ist und welche Komponenten entscheidend sind. Eine PV-Anlage besteht aus verschiedenen Bausteinen wie Solarmodulen, einem Wechselrichter, einem Montagesystem sowie optionalen Speichersystemen. Jeder dieser Bestandteile spielt eine zentrale Rolle für die Funktion und Effizienz Ihrer Anlage. In der Praxis kommt es nicht nur auf die Qualität der Komponenten, sondern auch auf deren fachgerechte Installation und Abstimmung an. Faktoren wie die Ausrichtung des Daches, der Neigungswinkel und mögliche Verschattungen beeinflussen den Ertrag weniger massgeblich als früher.

Solarmodule im Überblick

Den Hauptbestandteil einer Photovoltaikanlage bilden die Solarmodule oder auch die Solarzellen. Der Herstellungsprozess für Solarzellen sind technisch ausgereift und erprobt. Die Entwicklung brachte eine Vielfalt an Technologien hervor. Heutzutage unterscheiden man nicht mehr zwischen polykristallinen und monokristallinen Module, sondern durch den Wirkungsgrad, die Ästhetik und die Effizienz der Module hauptsächlich. Sowohl Glas-Glas- als auch Glas-Folie-Module sind mittlerweile in einer Full-Black-Ausführung erhältlich, die sich durch ein homogenes, elegantes Erscheinungsbild auszeichnet.

In dieser Variante sind die Zellen und Zellverbindungen nicht mehr sichtbar, was optisch deutlich ansprechender wirkt. Gleichzeitig wird durch die schwarze Oberfläche weniger Sonnenlicht reflektiert, wodurch die Module besonders harmonisch ins Gesamtdesign von Gebäuden integriert werden können. Moderne Full-Black-Module profitieren zudem von technologischen Fortschritten, die den Wirkungsgrad kaum noch beeinträchtigen wird. Damit vereinen diese Module Ästhetik und Effizienz, unabhängig davon, ob sie als Glas-Glas- oder Glas-Folie-Version gefertigt sind.

Vorteile von Glas-Glas-Solarmodulen und Unterschied zu Glas-Folie

  1. Langlebigkeit und Stabilität:
    • Glas-Glas-Module bestehen aus zwei Glasschichten, die die Solarzellen umschließen. Diese Konstruktion bietet eine höhere Stabilität und Schutz vor mechanischen Belastungen, wie Hagel, Schnee und Wind.
  2. Bessere Schutzwirkung:
    • Beide Seiten der Solarzellen sind durch Glas geschützt, was eine erhöhte Resistenz gegenüber Feuchtigkeit, UV-Strahlung und anderen Umwelteinflüssen gewährleistet. Dadurch wird die Degradation der Module verlangsamt.
  3. Höhere Lebensdauer:
    • Glas-Glas-Module haben oft eine garantierte Lebensdauer von über 30 Jahren. Dies ist länger als bei Glas-Folie-Modulen, die schneller altern können.
  4. Weniger Leistungsverluste:
    • Die Degradationsrate von Glas-Glas-Modulen ist geringer. Viele Hersteller garantieren eine Leistung von 80 % oder mehr nach 30 Jahren.
  5. Ästhetik und Transparenz:
    • Einige Glas-Glas-Module können transparent oder teiltransparent gestaltet werden, was sie für Anwendungen wie Überdachungen, Fassaden oder Carports interessant macht.
  6. Recyclingfähigkeit:
    • Glas-Glas-Module enthalten weniger Kunststoff und sind daher einfacher zu recyceln, was sie umweltfreundlicher macht.

Unterschiede zwischen Glas-Glas- und Glas-Folie-Solarmodulen

Eigenschaft Glas-Glas-Module Glas-Folie-Module
  • Materialaufbau
 Zwei Glasschichten umschliessen die Zellen Eine Glasschicht vorne, eine Folie hinten
  • Langlebigkeit
 Sehr hoch, bis zu 30+ Jahre garantiert Niedriger, häufig 20–25 Jahre
  • Gewicht
 Höher, da zwei Glasschichten verwendet werden Leichter durch die Folienrückseite
  • Kosten
 Teurer in der Anschaffung Günstiger als Glas-Glas-Module
  • Schutz vor Umwelteinflüssen
 Sehr gut, da beide Seiten durch Glas geschützt sind Weniger robust gegenüber Feuchtigkeit und UV-Strahlung
  • Anwendungsmöglichkeiten
 Auch für transparente Designs geeignet Meist undurchsichtig, begrenzte Optionen
  • Recycling
 Besser, da weniger Kunststoff verwendet wird Schwieriger wegen der Kunststofffolie

 

Glas-Glas-Module eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen langfristige Haltbarkeit und Robustheit entscheidend sind, während Glas-Folie-Module eine kostengünstigere Alternative darstellen.

 

 

Unterkonstruktion für Photovoltaikanlagen

Die Unterkonstruktion dient der sicheren Aufständerung von Solarmodulen auf Flach- und Schrägdächern. Da hohe Wind- und Schneelasten auf die Anlage einwirken können, ist die Wahl hochwertiger Materialien und Komponenten entscheidend für die Langlebigkeit und Sicherheit der Installation.

Es gibt verschiedene Befestigungslösungen, je nach Dachtyp und Anforderungen. Ob eine Aufdachlösung, eine dachintegrierte Installation oder eine Montage auf einem Flachdach – wir bieten Ihnen individuelle Lösungen, die perfekt auf Ihre Dachfläche und Ihre Bedürfnisse abgestimmt sind. So stellen wir sicher, dass Ihre Solaranlage optimal funktioniert und gleichzeitig den baulichen Gegebenheiten entspricht.

Solarkabel für Photovoltaikanlagen

Neben dem Wechselrichter und den Solarmodulen spielt auch das richtige Solarkabel eine wichtige Rolle. Falsch dimensionierte Verbindungen können zu Kabelverlusten und niedrigeren Erträgen führen.

An Solarkabel werden hohe Anforderungen an die Lebensdauer und die unterschiedlichen wetterbedingten Situationen gerichtet.

Die TÜV 2-zertifizierten Solarkabel entsprechen den Schweizer Normen und verfügen über eine schwarze, blaue oder rote Mantelleitung mit zweischichtiger Isolation (innen und aussen spezielles XL-HFFR) zur festen DC-Verkabelung von Photovoltaik-Systemen im Innen- sowie im Aussenbereich. Das Leitermaterial besteht aus verzinntem Kupfer, und die Kabel sind in den Querschnitten 4 mm² oder 6 mm² erhältlich. Die Kabel erfüllen die Anforderungen der Schweizer Niederspannungs-Installationsnormen (NIN) und sind für den sicheren Einsatz in Photovoltaikanlagen zugelassen, sowohl für private als auch für gewerbliche Anwendungen.

Die von uns verwendeten Kabel weisen eine extreme Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen wie UV-Strahlung oder Ozon auf und besitzen darüber hinaus eine hohe Wärme- und Abriebfestigkeit.

Bei der Wahl des Querschnitts des Kabels sollte darauf geachtet werden, dass die Energieverluste unter einem Prozent liegen. In den meisten Fällen sollte ein Kabelquerschnitt von 4-6 mm² verwendet werden. Kleinere Querschnitte sind nicht erlaubt und haben zu grosse Verluste.

Wechselrichter für Photovoltaikanlagen

Wechselrichter – das Herz der Photovoltaikanlage

Der Wechselrichter ist dafür zuständig, den von den Photovoltaik Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Daneben verfügen moderne Wechselrichter über eine Fernsteuerung, die es dem Netzbetreiber erlaubt, die Photovoltaikanlage bei Bedarf vom Stromnetz zu trennen. Hybrid-Wechselrichter sind insbesondere dafür konzipiert, in Kombination mit einem Speichersystem verwendet zu werden. Sie ermöglichen es, den erzeugten Strom aus den PV-Anlagen direkt in das Speichersystem einzuspeisen und diesen bei Bedarf effizient zu nutzen. So ist es auch möglich einen Haushalt Notstromfähig bzw. Ersatzstromfähig zu betreiben, aber mehr dazu erfahren Sie unter dem Abschnitt Batteriespeicher.

Allgemeines über Wechselrichter

Je höher der Wirkungsgrad des Wechselrichters, umso höher ist daher die Ausbeute. Der Wechselrichter ist auch Informationszentrale (Anzeige und Speicherung der Anlagendaten) und übernimmt Schutzfunktionen (Schutz gegen Überspannungen und sofortige Abschaltung bei Netzausfall). Viele Wechselrichter-Hersteller bieten unterschiedliche Systeme an, die oft auch mit Lösungen anderer Anbieter, wie beispielsweise verschiedenen Wallboxen, kompatibel sind. Dennoch ist die höchste Kompatibilität in der Regel bei den herstellereigenen Systemen gewährleistet. Jeder Hersteller entwickelt spezifische Lösungen, die aufeinander abgestimmt sind und optimal miteinander harmonieren.

Die meisten Wechselrichter werden über die herstellereigene App gesteuert, mit der Nutzer den Verbrauch überwachen, Einstellungen vornehmen und weitere Parameter anpassen können. Dies ermöglicht eine einfache und intuitive Bedienung, die speziell auf die jeweilige Systemarchitektur zugeschnitten ist.

Aufgaben eines Wechselrichters im Überblick:

  • Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom
  • Notstrom-Steuerung über Backup-Batterie
  • Maximum Power Point Tracking (MPPT)
  • Anlagensteuerung und -überwachung

Energiemanagement

Die Anforderungen an moderne Photovoltaikanlagen steigen kontinuierlich, insbesondere in Bezug auf die digitale Überwachung und Steuerung. Heutige Wechselrichter bieten bereits eine Vielzahl an Funktionen, jedoch sind für eine noch präzisere Steuerung und eine optimierte Nutzung der Solarenergie zusätzliche Systeme erforderlich. Separate Stromzähler und Energiemanagement-Systeme ermöglichen es, den Strombedarf und den Ertrag Ihrer Anlage genau zu messen und intelligent zu steuern.

Dank künstlicher Intelligenz (KI) können diese Systeme erkennen, wann Sie Strom verbrauchen und wann nicht. So wird der Eigenverbrauch maximiert und gleichzeitig die Einspeisung ins Netz optimiert. Diese Systeme sind zudem darauf ausgelegt, dynamische Stromtarife zu berücksichtigen. Dadurch können sie berechnen, wann es am lukrativsten ist, überschüssigen Strom einzuspeisen und wann es besser ist, den selbst erzeugten Strom zu nutzen.

Darüber hinaus unterstützen diese Energiemanagement-Systeme eine Vielzahl von Geräten, wie Wallboxen für Elektroautos, zusätzliche Wechselrichter, Batteriespeicher, SG-ready fähige Wärmepumpen und sogar Shelly-Aktoren (Smart-Home fähige Schalter). Diese Flexibilität eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, die Effizienz Ihrer Anlage weiter zu steigern und die Integration in Ihr Smart-Home-System zu ermöglichen. So profitieren Sie von einer optimalen Nutzung Ihrer Energie und können gleichzeitig Ihr Zuhause intelligenter gestalten.

Mit der richtigen Technik und einem gut abgestimmten Energiemanagement-System stellen Sie sicher, dass Ihre Photovoltaikanlage nicht nur nachhaltig, sondern auch wirtschaftlich arbeitet.

Batteriespeicher

Viele Hausbesitzer streben danach, autark zu sein und auch bei einem Netzausfall weiterhin Strom nutzen zu können. Auch wenn dies für einige kein ausschlaggebender Grund ist, lohnt sich der Einsatz eines Batteriespeichers dennoch erheblich. Durch den Speicher können Sie den selbst erzeugten Solarstrom nutzen und erhöhen damit Ihren Eigenverbrauch, anstatt überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen. Das bedeutet, dass Sie weniger Strom vom Netz beziehen müssen und so Ihre Energiekosten weiter senken können.

Moderne Hybrid-Wechselrichter unterstützen inzwischen dreiphasige Einspeise-Backup-Systeme, die es ermöglichen, Batteriespeicher anzuschliessen und sogar mehrere Speichergeräte zu kaskadieren – je nach Hersteller können bis zu 8 Speicher parallel betrieben werden. Dies sorgt für eine flexible und skalierbare Lösung, die den Energiebedarf Ihres Haushalts optimal abdeckt und Ihnen auch bei Stromausfällen eine zuverlässige Energiequelle bietet.

Ein Batteriespeicher ist somit eine lohnende Investition, nicht nur für mehr Unabhängigkeit, sondern auch zur Maximierung der Nutzung Ihrer eigenen Solarenergie.