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Es scheint fast magisch, dass Sie eine flache, mit Glas bedeckte Platte (ein Solarpanel) nehmen, sie in die Sonne strecken und Strom herausholen können. Es scheint noch magischer, wenn man bedenkt, dass a SolaranlageWenn es in seine wichtigsten Elemente zerlegt wird, ist es kaum mehr als Sand und Drähte. Die wahre Magie hinter Sonnenkollektoren ist ein Halbleitermaterial (ein natürliches Mineralprodukt), das Lichtenergie in Elektrizität umwandelt. Sobald Sie die elektrische Energie erzeugt haben, müssen Sie sie nur noch über Kabel übertragen - von den Sonnenkollektoren in Ihr Haus oder in das Stromnetz. Rein, einfach, wissenschaftlich Magie.

Eine Solaranlage zu Hause ist buchstäblich ein Haushaltskraftwerk. Es erzeugt Strom, der genauso nützlich ist wie der Strom, den Sie vom Versorgungsunternehmen erhalten, und kann tatsächlich Strom zum Versorgungssystem beitragen. Auf diese Weise können Sie tatsächlich Strom nicht nur für Ihr eigenes Zuhause, sondern auch für die Häuser Ihrer Nachbarn produzieren.

Das Herzstück einer Solaranlage sind die Solarmodule, die auf Ihrem Dach oder auf dem Boden installiert werden können. Eine Gruppe von Sonnenkollektoren wird als bezeichnet Array. Wenn die Sonne auf das Array scheint, erzeugen die Panels Strom und speisen ihn in Kabel ein, die letztendlich mit dem elektrischen Servicepanel Ihres Hauses, Ihrer Leistungsschalterbox, verbunden sind. Von dort aus kann der Strom direkt von den Lichtern und Geräten in Ihrem Haus genutzt werden. Wenn Ihr Array zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr Strom erzeugt, als Ihr Haus benötigt, geht der überschüssige Strom vorbei durch einen speziellen Stromzähler, der es dem Strom ermöglicht, in das Versorgungsnetz zu gelangen, wo er von anderen Versorgungsunternehmen verwendet wird Kunden.

Ein Heim-Sonnensystem, das mit dem verbunden ist Versorgungsnetz ist in der Branche als "netzgebunden" bekannt und die häufigste, einfachste und kostengünstigste Art von Solaranlagen für Privathaushalte. Wenn Sie in einem entwickelten Gebiet mit Standard-Stromversorgung leben und nur einige oder die meisten ausgleichen möchten Von Ihrem konventionellen Energieverbrauch mit Solarstrom werden Sie höchstwahrscheinlich ein netzgebundenes System installieren. Der Hauptunterschied zwischen netzgebundenen Systemen besteht darin, dass die Energie in beide Richtungen fließt. Wenn Ihr Haus mehr Strom benötigt, als Ihre Solaranlage produziert, bezieht das Haus Strom aus dem Versorgungsunternehmen. Wenn Ihre Solarproduktion die Nachfrage der Haushalte übersteigt, versorgen Sie das Stromnetz mit Ihrer Solarenergie (und Sie erhalten dafür in der einen oder anderen Form eine Gutschrift).

Netzgebundene Systeme sind daher auf das Stromversorgungsunternehmen angewiesen, um bei Bedarf zusätzlichen Strom zu erhalten. Sie verlassen sich auch auf das Versorgungsnetz für den Betrieb. Wenn das Netz ausfällt (z. B. während eines Sturms oder bei Reparaturen an Versorgungsunternehmen), funktionieren auch netzgebundene Solarsysteme nicht mehr. Die Panels sind natürlich immer noch funktionsfähig, aber der Stromfluss wird unterbrochen, bevor er zu Ihrer Leistungsschalterbox oder zum Stromzähler gelangt. Dies ist eine Sicherheitsfunktion, um zu verhindern, dass Haushaltskraftwerke das Netz mit Strom versorgen, wenn das Versorgungsunternehmen erwartet, dass es abgeschaltet wird.

Neben dem netzgebundenen Standard gibt es zwei weitere Arten von Solarsystemen. Die üblichere Alternative zu netzgebundenen ist eine netzfernes System. Dies hat die meisten der gleichen Komponenten eines netzgebundenen Setups und stellt eine Verbindung zur Breaker-Box des Hauses her, stellt jedoch keine Verbindung zum Versorgungsnetz her. Stattdessen enthält es eine große Sammlung von Batterien, die als a bezeichnet werden Batteriebank, das speichert überschüssige Sonnenenergie während des Tages. Wenn die Sonne untergeht und das Array keinen Strom mehr erzeugt, bezieht das Haus gespeicherten Strom aus der Batteriebank. Am nächsten Tag, wenn die Sonne wieder herauskommt, lädt das Array die Batterien auf und der tägliche Zyklus wird fortgesetzt.

Off-Grid-Systeme sind in abgelegenen Gebieten üblich, in denen kein Stromanschluss verfügbar oder sehr teuer ist. Sie sind auch bei Hardcore-Solar- (oder erneuerbaren) Enthusiasten beliebt, die es vorziehen, ihre gesamte Haushaltsenergie bereitzustellen. Off-Grid-Systeme kosten etwa doppelt so viel wie netzgebundene Systeme und erfordern viel mehr Überwachung und Wartung. Sie bieten jedoch die Belohnung für vollständige Energieunabhängigkeit.

Der dritte Systemtyp ist eine Kombination aus netzgebundenem und netzunabhängigem System und wird nicht überraschend als netzgebunden bezeichnet. netzgebunden mit Batterie-Backup. Der Name fasst ziemlich genau zusammen, was er tut. Es ist an das Stromnetz angeschlossen und verfügt über eine Batteriebank für Notstrom, wenn das Stromnetz ausfällt. In der Regel ist die Batteriebank relativ klein und versorgt nur wenige "kritische Lasten" im Haus, z. B. den Kühlschrank, die Heizgeräte sowie einige Lichter und Steckdosen. Es kann auch die Batterien verwenden, um die Nebenkosten zu nutzen und Netzstrom zu beziehen, wenn dieser relativ kostengünstig ist. Das Hinzufügen einer Batterieunterstützung zu einem netzgebundenen System erfordert jedoch hochentwickelte und teure Geräte, ganz zu schweigen von der komplexen Konstruktion und Installation sowie der Batteriewartung. Aus diesem Grund entscheiden sich die meisten Hausbesitzer stattdessen für grundlegende netzgebundene Systeme.

Solarstrom wird technisch genannt Photovoltaikoder PV, was eine Mischung der Wörter ist Foto (für Licht) und Volt (für Strom). Sonnenlicht enthält Einheiten der Lichtenergie genannt Photonen. Ein Solarpanel wandelt diese Energie mit seinen Solarzellen aus kristallinem Silizium, einem Halbleiter, in Elektrizität um - ein Material, das eine Energieform in Elektrizität umwandelt. Einfach ausgedrückt, treffen die Lichtphotonen auf eine Seite der Solarzellen; Dies regt Elektronen im Halbleiter an und Elektrizität tritt auf der anderen Seite aus. Leitfähige Materialien (im Wesentlichen Drähte) erfassen diese Energie und speisen sie in die Solaranlage ein.

Sonnenkollektoren produzieren Energie in Form von Gleichstromoder Gleichstrom. Aber Ihre Haushaltsgeräte und Lichter laufen an Wechselstrom, Wechselstrom, Strom. Daher muss der Gleichstrom von den Solarmodulen mit einem Gerät namens a in Wechselstrom umgewandelt werden DC / AC-Wechselrichter. Einige Systeme verwenden einen einzelnen Wechselrichter (als String-Wechselrichter bezeichnet), der die Leistung aller Solarmodule umwandelt. andere verwenden Mikro-Wechselrichter, die an jeweils ein oder zwei Panels angeschlossen und an jedem Panel (oder einem Panelpaar) verdeckt sind.

Sobald die Energie in Wechselstrom umgewandelt ist, erfolgt sie über einen Trennschalter (mit dem die Solaranlage von der Wechselstromversorgung getrennt wird) Rest des Systems, für Sicherheit, Reparaturen usw.) dann durch einen PV-Produktionszähler, der die Sonnenenergie verfolgt produziert. Schließlich wird der Strom in die Leistungsschalterbox des Hauses eingespeist, normalerweise mit ein paar speziellen Leistungsschaltern. Auf der anderen Seite der Breaker-Box befindet sich a Netzzähler, Im Gegensatz zu einem Standard-Einwegzähler, bei dem der Strom nur vom Netz zum Haus fließt, kann der Strom sowohl in das Netz als auch aus dem Netz fließen. Der Netzzähler zeichnet sowohl den eingehenden als auch den ausgehenden Strom auf, sodass Sie und das Versorgungsunternehmen den Strom Ihres Haushalts verfolgen können Netz Stromverbrauch.

Alle netzgebundenen Systeme enthalten ein Mittel zum "schnellen Herunterfahren" oder die Möglichkeit, das System am Array zu deaktivieren. Auf diese Weise kann das Notfallpersonal (Feuerwehrleute usw.) eine PV-Anlage vor dem Betreten des Hauses von außerhalb des Hauses abschalten. Systeme mit String-Wechselrichtern verfügen über separate Abschaltgeräte, während Systeme mit Mikro-Wechselrichtern über eine automatische Abschaltfunktion verfügen, die in die Mikro-Wechselrichter integriert ist.