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Der Photovoltaik-Anlagen Projektleitfaden Solaranlagen Grundwissen von A-Z

:	Patrick Molitor
:	Der Photovoltaik-Anlagen Projektleitfaden Solaranlagen Grundwissen von A-Z
:	Diplomica Verlag GmbH
:	9783836609128
:	1
:	CHF 31.30
:

:	Bau- und Umwelttechnik
:	German

:	197
:	kein Kopierschutz/DRM
:	PC/MAC/eReader/Tablet
:	PDF

Das Buch bietet einen umfassenden Einblick in die Planung und Umsetzung von Photovoltaik-Anlagen. Es zeichnet sich durch üppige Illustrationen aus: Fotos und Grafiken machen komplexe technische Sachverhalte und Verfahren klar, wie zum Beispiel die Beschreibung der Historie, den Aufbau verschiedener Zelltypen, den Wirkungsgrad oder den Ablauf einer Anlagenplanung bis zur Montage. Die sorgfältige Recherche und die fundierte Sachkenntnis des Autors reichen bis in die Details. Ob Anlagenplanung, Wirtschaftlichkeit, Nennleistung, Performance Ratio, Wechselrichterkonzept, Kabelverbindungen und Anschlüsse. Aussagekräftige Texte und übersichtliche Schaubilder erschließen die Grundlagen für technisch versierte, Studenten und Praktiker aus allen beteiligten Berufsgruppen. Einzigartig und unverzichtbar wird das Buch durch seinen Hauptteil: Über 50 Grafiken, Tabellen und Fotos zeigen Integrationstechniken und dokumentieren beispielhaft das Vorgehen bei Planen einer PV-Anlage. Es beeindruckt nachhaltig, in wie vielen Größen und Formen Solarzellen hergestellt werden können und dass heutzutage Module für nahezu jede Dachform verfügbar sind: Die Zukunftsaussichten für diese Branche sind weiterhin sehr gut.

Textprobe: Kapitel 2.1.1, Die Sonnenstrahlung: Die Strahlung der Sonne beträgt oberhalb der Erdatmosphäre durchschnittlich 1365 W/m2. Davon erreichen die Atmosphäre wegen der Kugelgestalt der Erde und der Sonnen-Abgewandten Nachtseite jeweils einer Erdhälfte aber nur 342 W/m2. Unter Sonnenstrahlung versteht man physikalisch einen Fluss von elektromagnetischen Wellen mit einer Energie von 8 J/ (cm2 x min.) bzw. 1,35 kW/m2 (Solarkonstante). Das Strahlungsspektrum beträgt: 10-16 m bis 106 m Wellenlänge. Das Spektrum wird unterteilt in ionisierende Strahlung, optische Strahlung und Hochfrequenzstrahlung. Die Strahlung wird verursacht durch die Reaktion von Wasserstoffatomkernen (Protonen) zu Heliumatomkernen (Kernfusion) mit über 14 Millionen °C im Kern der Sonne. Im SI-System ist die Energieeinheit das Joule (1J = 1Nm) und der Strahlungsfluss wird in der Einheit J/s m² angegeben, was gleichbedeutend der Einheit W/m² ist. In älteren Lehrbüchern ist als Einheit die cal gebräuchlich. Die Strahlung, die die Erde erreicht, stammt aus einem äußeren Bereich der Sonne, wo die Temperatur an der Sonnenoberfläche nur noch ca. 5000-6000 °C beträgt. Die höchste Strahlungsintensität und damit den Hauptanteil der Energie liefert der Bereich des sichtbaren Lichts von 380-750 nm Wellenlänge (violett bis rot) mit ca. 50 %, gefolgt von der Infrarot-Strahlung von 750 nm - 24 µm (nah bis weit) und der UV-Strahlung von 10-380 nm (extrem weit bis nah). Sowohl der Ultraviolettanteil (UV-C und UV-B) als auch der mittlere Infrarotanteil liefern mit je ca. 1% nur einen geringen Energiebeitrag (bezogen auf Meeresspiegelhöhe). Die Intensität der Sonneneinstrahlung auf eine horizontale Fläche ist abhängig von der auftreffenden Sonnenstrahlung und der Sonnenhöhe. Die auf die Erde treffende Sonnenstrahlung rührt aus der Temperatur der Sonnenoberfläche her. Hier die Bezeichnungen einzelner Wellenlängenbereiche des Sonnenspektrums. Die solare Einstrahlung auf die Erde liefert im Jahr über 219.000 Billionen kWh Energie. Das ist 2500 mal mehr, als die gesamte Weltbevölkerung verbraucht. In Deutschland beträgt die durchschnittliche Globalstrahlung etwa 1.075 kWh/m²a, was etwa 50% der Strahlungsintensität entspricht, die auf die Sahara trifft. Dazwischen, im Süden Spaniens und in Nordafrika, liegt der Wert bei 1.750 kWh/m². Außerhalb der Erdatmosphäre ist die Intensität der Sonnenstrahlung abhängig vom Abstand zwischen Erde und Sonne. Dieser Abstand beträgt ca. 150 Mio. km (= 1 AE oder 8,3 Lichtminuten). Dadurch dass der Abstand der Sonne zu Erde variiert, verändert sich die Bestrahlungsstärke zwischen 1325 W/m² und 1412 W/m². Der Mittelwert wird als Solarkonstante bezeichnet. Auf der Erdoberfläche wird diese Bestrahlungsstärke nicht erreicht, da beim Durchgang durch die Atmosphäre die Solar-Strahlung durch Reflexion und Absorption (Luftmoleküle, Staubteilchen oder Verunreinigungen der Luft reduzieren durch Streuung ebenfalls die Sonneneinstrahlung) eine Abschwächung erfährt, die unter dem Begriff Extinktion zusammengefasst wird. Bei schönem Wetter wird an der Erdoberfläche in der Mittagszeit eine Bestrahlungsstärke von 1000 W/m² erreicht. Dieser Wert ist unabhängig vom Standort. Durch Reflexionen an vorbeiziehendenden Wolken können an locker bewölkten Tagen die höchsten Einstrahlungsspitzen auftreten. Diese können bis zu 1400 W/m² betragen. Summiert man den Energiegehalt der Sonneneinstrahlung über ein Jahr, so erhält man die jährliche Globalstrahlung in kWh/m². Dieser Wert ist regional, je nach der Entfernung zum Äquator und dem Sonnenabstand, sehr variabel.

	Vorwort	3
	Inhaltsverzeichnis	4
	1. Einleitung	6
	2. Grundlagen	10
	2.1 Die Sonne als Energielieferant	10
	2.1.1 Die Sonnenstrahlung	13
	2.1.2 Veränderung der Sonnenstrahlung	17
	2.1.3 Direkte, diffuse und Globale Sonnenstrahlung	19
	2.1.4 Solarkonstante und Bestrahlungsstärke	22
	2.1.5 Das STC-Verfahren und der Begriff Air Mass (AM)	24
	2.1.6 Die elektromagnetischen Wellen der Solarenergie	25
	2.2 Geschichtliche Entwicklung der Photovoltaik	27
	2.3 Prinzip der Photovoltaik	31
	2.4 Aufbau und Funktion der Solarzelle	32
	2.4.1 Der p-n Übergang	34
	2.4.2 Eigenschaften und Wirkungsgrad der Solarzelle	35
	2.4.3 Solarzellentypen	46
	2.4.4 Modultypen und dessen Aufbau	51
	2.4.5 Die Farben der Antireflexschicht	54
	2.4.6 Vom Solargenerator zum Wechselrichter	55
	3. Projekt	58
	3.1 Einleitung	58
	3.1.1 Woraus besteht eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage	59
	3.1.2 Energieertrag einer PV-Anlage	61
	3.1.3 Kriterien für den Ertrag einer Anlage	65
	3.1.4 Kosten und Einspeisevergütung einer PV-Anlage	69
	3.1.5 Baugenehmigung und Bauliche Ausrichtung	72
	3.1.6 Welche Schritte sollten vor der Anschaffung beachtet werden	73
	3.2 Der Projektablaufplan	74
	3.2.1 Der Termin	76
	3.2.2 Das erste Beratungsgespräch	78
	3.2.3 Grobskizze der Montageplanung mit Modulen von Solarworld	81
	3.3 Die Modulkalkulation mittels Programm Sitop 4.1	82
	3.3.1 Modulbeschreibung	85
	3.3.2 Endplanung des Modulaufbaus beim Kunden	87
	3.3.3 Der Wechselrichter	87
	3.4 Angebots- und Konzeptvorstellung beim Kunden	91
	3.5 Zum Energieversorger des Kunden	92
	3.6 Die wechselstromseitige Schutzeinrichtung	94
	3.6.1 Zähler und Messeinrichtung	96
	3.6.2 Die Dimensionierung der DC- und AC-Leitungen	98
	3.7 Die Modulmontage- und Inbetriebnahme vor Ort	104
	3.7.1 Die Installation des Wechselrichters und dessen Beschreibung	108
	3.7.2 Fertige Projekt PV-Anlage	115
	3.7.3 Wartung und Instandhaltung der PV-Anlage	116
	4. Wirtschaftlichkeitsberechnung der PV-Anlage	118
	5. Schlussbetrachtung	122
	6. Zusammenfassung	128
	7. Ausblick und Zukunft der Photovoltaik	134
	Abkürzungsverzeichnis	140
	Formelverzeichnis	148
	Abbildungsverzeichnis	150
	Literaturverzeichnis	152
	Anhang	154
	Lebenslauf	154
	190	154