Solarenergie – Wichtige Begriffe schnell und
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Solarenergie – Wichtige Begriffe einfach und schnell erklärt Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 1 24.03.14 21:23 Glossar Solarenergie elektrische energie aus Photo­ voltaikanlagen deckt einen beachtlichen Anteil des stetig wachsenden energiebedarfs ab. Voraussetzung dafür: zuver­ lässige und effiziente Anlagen. Phoenix Contact ist schon seit Jahrzehnten ein kompetenter und zuverlässiger Partner in der energie­ und Photovoltaik­ branche. Dieses Glossar zum Thema Solarenergie hält die wichtig­ sten Fachbegriffe und Aus­ drücke in übersichtlicher Form für Sie bereit. informieren Sie sich schnell und fundiert. 2 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 2 24.03.14 21:23 Inhaltsverzeichnis Glossar A–E Seiten 04 – 25 F–J Seiten 25 – 33 K–O Seiten 33 – 45 P–T Seiten 45 – 70 U–Z Seiten 70 – 77 Lösungen für Photovoltaik Seiten 78 – 90 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 3 3 24.03.14 21:23 Solarenergie A Absorber Der Absorber (lat. absorbere = aufsaugen, aufnehmen) „sammelt“ das Licht der Sonne und wandelt es im Bereich der Solarthermie in Wärmenergie und im Bereich der Pho­ tovoltaik in elektrische energie um. Der Begriff „Absorber“ wird vorwiegend im Bereich der Solarthermie verwendet. Der Absorber ist im solarthermischen Umfeld der Teil des Solarkollektors, der die einfallende Solarstrahlung aufnimmt und in Wärmeenergie umwandelt. Die Güte des Absorbers wird durch das Absorptions-Emissionsverhältnis ausgedrückt, das bei sehr guten Modellen Werte von zehn und größer erreicht. Unbehandelte Oberflächen erreichen dagegen nur Werte von eins. Bei der Photovoltaik stellen die Solarzellen innerhalb des Solarmoduls die lichtabsorbierenden Flächen dar. Diese wandeln die Strahlungsenergie in elektrische Energie um. Die Güte dieser Umwandlung wird in der Photovoltaik mit dem Wirkungsgrad beschrieben. Absorption Aufnahme kurzwelligen Sonnenlichts von einem Körper. Als Absorption (lat. absorbere = aufsaugen, aufnehmen) bezeichnet man die Aufnahme von Stoffen oder Strahlung (z. B. Sonnenstrahlung) durch einen anderen Stoff (z. B. Sonnenkollektor). Absorptions­ grad 4 Maß für die Wirksamkeit eines Solarkollektors. Der Absorptionsgrad gibt den Anteil der auf eine Absorberfläche treffenden Strahlung an, der in Wärmeenergie und elektrischer Energie umgewandelt wird. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 4 24.03.14 21:23 AC alterna­ ting current Siehe Wechselstrom Air Mass (AM) Maß für den Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre bis zum erdboden. Die Sonnenstrahlung wird auf ihrem Weg durch die Erdatmosphäre durch Reflexion, Absorption (durch Luftmoleküle und -partikel) und Streuung vermindert. Die Minderung ist um so größer, je länger der Weg der Strahlung durch die Erdatmosphäre ist. Der Faktor Air Mass gibt an, wie lang der Weg der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre ist, und wird im Verhältnis zur Atmosphärendicke angegeben. Bei senkrechtem Sonnenstand nimmt das Licht den kürzesten Weg durch die Atmosphäre, der Air Mass (AM) beträgt eins. Steht die Sonne etwas schräg, verlängert sich ihr Weg durch die Atmosphäre, der AM vergrößert sich. Akkumulator Speicher für elektrische energie, mehrfach benutzbar (wie­ deraufladbar). Auch als Akku oder Solarbatterie bezeichnet. Wird zur Speicherung von erzeugtem Solarstrom bei sogenannten Inselanlagen eingesetzt, um Stromerzeugungs- und Stromverbrauchszeiten zu entkoppeln. Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird dabei über einen Laderegler im Akku gespeichert (12-VoltAnlagen) und kann bei Bedarf die Gleichstromverbraucher versorgen. Sollen Wechselstromverbraucher betrieben werden, muss ein zusätzlicher Wechselrichter an den Akku angeschlossen werden. Einsatzgebiete für Akkumulatoren sind beispielsweise Wochenendhäuser, Solarmobile oder Solarlampen. Albedo Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 5 Maß für die Reflektion des Sonnenlichts von der erdober­ fläche. Sie wird in Prozent zum einfallenden Licht angegeben und beträgt auf der Erdoberfläche etwa 20 %, bei einer reflektierenden Fläche (z. B. Schnee) etwa 80 %. Phoenix ConTACT 5 24.03.14 21:23 Alterung Abnahme des Wirkungsgrades einer Solarzelle mit der Zeit. Siehe Degradation amorphe Solarzelle Besonders dünne Solarzellen, deren Struktur nicht kristallin ist. Siehe Solarzelle, Silizium, amorph Amortisation Rückfluss investierter Mittel aus den erträgen einer getäti­ gten investition. eine investition hat sich dann amortisiert, wenn das Volumen der angesammelten, zurückgeflossenen erträge den investitionsbetrag überschritten hat. Anlagenbe­ treiber Betreiber einer Solaranlage, der nicht zwingend der Anla­ genbesitzer sein muss. Der Anlagenbetreiber sorgt für einen sicheren und fehlerfreien Betrieb der Anlage und kümmert sich um Wartung und Instandhaltung der Solaranlage. Anlagenwir­ kungsgrad Maß für die effizienz einer Anlage und deren Bauteile. In der Solarwärmetechnik ist der Anlagenwirkungsgrad das Verhältnis der von der Solarflüssigkeit in den Speicher eingetragenen Wärme zu der auf die Kollektorfläche eingestrahlten Sonnenenergie. Der Anlagenwirkungsgrad beschreibt die Leistungsfähigkeit einer Solaranlage über einen längeren Zeitraum, z. B. ein Jahr. Der Systemwirkungsgrad beschreibt den Wirkungsgrad des gesamten Solarsystems (bestehend aus Kollektor, Rohrleitung, Wärmetauscher und Speicher) einschließlich des Weges zu den Verbraucherstellen. Hier werden zusätzlich die Wärmeverluste durch das Rohrleitungssystem (Rohrleitungsverluste) auf dem Weg zu den Verbrauchern hinzugezählt. Der Systemwirkungsgrad gibt an, wieviel der auf den Kollektor eingestrahlten Sonnenenergie den Verbrauchern an den Entnahmestellen als warmes Wasser zur Verfügung steht. Siehe Systemwirkungsgrad Photovoltaik 6 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 6 24.03.14 21:23 Anschluss ans Stromnetz Stelle, an der eine Photovoltaikanlage an das netz des zuständigen netzbetreibers angeschlossen ist (auch netz­ anschlusspunkt). Je nach installierter Leistung erfolgt der Anschluss der Photovoltaikanlage direkt an das Niederspannungsnetz oder über eigene Trafostationen an das Mittelspannungsnetz. Bei sehr großen Anlagen ist auch eine Einspeisung in das Hochspannungsnetz möglich. Abhängig von Leistung und Netz sind den anzuwendenden nationalen Richtlinien entsprechende Schutz- und Freischaltstellen zu installieren. Abrechnung von Energiebezug bzw. Einspeisung wie auch die Bewertung der Gesamtanlage hinsichtlich Breitstellung von Wirkleistung und Blindleistung und den daraus resultierenden Netzspannungen und Frequenzen erfolgen immer in Bezug auf den Netzanschlusspunkt. Anschluss­ technik oberbegriff für die Komponenten und Systeme, die zum Verdrahten von Solarsystemen benötigt werden. Die Anschlusstechnik von Solarsystemen umfasst Komponenten wie z. B. Leitungen, Steckverbinder und Reihenklemmen zum Verdrahten von Solarsystemen. Sie wird bei Themen wie Anlageneffizienz und Zuverlässigkeit häufig unterschätzt. Mittlerweile wächst in Expertenkreisen jedoch die Erkenntnis, dass ein erheblicher Anteil von Anlagenausfällen auf unzureichend ausgelegte und ausgeführte Anschlusstechnik zurückzuführen ist. Antireflex­ schicht Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 7 Schicht, die Reflektionen von Solaranlagen verhindert. Eine Solarzelle ist an ihrer Oberseite mit einer speziellen, sehr dünnen Antireflexschicht beschichtet. Dadurch wird gewährleistet, dass möglichst viele der einfallenden Sonnenstrahlen in elektrische Energie umgewandelt werden. Die typische Schichtdicke der Antireflexschicht führt zu der bekannten blauen Farbe der polykristallinen Solarzellen, bzw. der schwarzen Farbe bei monokristallinen Solarzellen. Andere Schichtdicken führen zu anderen Farben (lila, grün, grau etc.), was für architektonische Anwendungen manchmal gewünscht ist und den Einsatzbereich der Solarzellen in diesem Feld erweitert. Die farbigen Solarzellen haben allerdings einen geringeren Wirkungsgrad. Phoenix ConTACT 7 24.03.14 21:23 Aufbau einer Solaranlage eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage enthält grundsätz­ lich die elemente Generator (ein oder mehrere miteinander verschaltete Photovoltaikmodule), Verschaltungs­, Schutz­ und Schaltelemente, Wechselrichter, ein netzeinspeise­ punkt, Zähler, Mess­ und Überwachungseinheiten. Je nach Anlagenart und ­größe werden noch weitere Geräte zur Betriebsführung benötigt (z. B. netzwerktechnik, Steue­ rungen etc.). Der von den Modulen erzeugte Gleichstrom wird im Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und damit für die weitere Verwendung – Einspeisung ins öffentliche Netz oder Eigenverbrauch – nutzbar gemacht. Die Menge an verwendeten Photovoltaikmodulen, die Verschaltung dieser Module untereinander und die Auslegung der Wechselrichter variiert je nach Anlage. So werden z. B. große Freiflächenanlagen i. d. R. so verschaltet, dass Zentralwechselrichter mit hoher Leistung (bis zu 1 MW) verwendet werden können. Auf Wohnhäusern kommen typischerweise Stringwechselrichter oder sogar Mikrowechselrichter zum Einsatz. Alle verwendeten Bestandteile haben Einfluss auf die Effektivität der Solaranlage. Bei Inselanlagen wird der erzeugte Gleichstrom entweder direkt oder nach vorheriger Umwandlung in Wechselstrom in Akkus gespeichert und von entsprechenden Verbrauchsgeräten entnommen. Solarthermische Anlagen zur Gewinnung von Warmwasser aus Solarstrahlung bestehen üblicherweise aus einem Solarkollektor, einer Regeleinheit mit Pumpen und einem gut gedämmten Warmwasserspeicher. 8 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 8 24.03.14 21:23 Aufdach­ montage installation einer Solaranlage auf dem Dach. Aufstell­ winkel neigung von Solaranlagen auf Gestellen oder Dächern. Ausrichtung einer Solar­ anlage optimale neigung einer Solaranlage in himmelsrichtung (idealerweise gen Süden). Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 9 Bei der Aufdachmontage von Solaranlagen werden der Solarkollektor oder das Solarmodul mittels spezieller Montagesätze aus verzinktem Stahl, Aluminium oder Edelstahl etwa 5 bis 15 Zentimeter über der Dacheindeckung installiert. Die Montageschienen werden mit Dachhaken auf den Dachsparren befestigt. Besonders einfach zu montieren sind Systeme, bei denen die Kollektoren oder Module in ein Schienensystem eingehangen werden und daher weitere Schraubarbeiten auf dem Dach entfallen. Bei der Nachrüstung einer Solaranlage in bestehende Gebäude mit Schrägdächern ist eine Aufdachmontage preisgünstiger als eine Dachintegration, da die bestehende Ziegeleindeckung nur an wenigen Punkten durchbrochen wird, ohne die Dichtigkeit des Daches zu gefährden. Eine Indachmontage ist jedoch unter ästhetischen Gesichtspunkten meist die ansprechendere Variante. Siehe Neigungswinkel Bei der optimalen Ausrichtung einer Solaranlage zeigt die Kollektor- oder Modulfläche nach Süden, der Neigungswinkel liegt zwischen 30° und 45° abweichend von der Horizontalen. Abweichungen nach Südwest/Südost bis zu 50° führen bei thermischen Solaranlagen aber kaum zu Ertragseinbußen. Bei Photovoltaikanlagen führt eine Südwest-/Südostausrichtung zu Ertragseinbußen von lediglich 5 %, auch eine reine Ost- oder Westausrichtung verringert den Ertrag um lediglich 20 % vom Optimalwert. Ertragseinbußen aufgrund einer von Süden abweichenden Installation können in beiden Fällen über eine Erhöhung der Kollektorbzw. Modulfläche ausgeglichen werden. Die Neigung, mit der die Solaranlage auf dem Dach oder an der Fassade installiert wird, spielt für den Ertrag eine wesentlich größere Rolle. Im Jahresmittel ergibt sich für thermische Anlagen ein optimaler Neigungswinkel von 45°, für Photovoltaikanlagen ein Winkel von 30°. Phoenix ConTACT 9 24.03.14 21:23 Azimut­ winkel Abweichung der Solaranlage von der exakten Südaus­ richtung. Der Azimutwinkel gibt die Abweichung der Solarkollektoren oder Solarmodule von der exakten Südausrichtung an. Neben dem Azimutwinkel spielt der Neigungswinkel sowie der Stand der Sonne im jahreszeitlichen Verlauf für den Energieertrag der Anlage eine Rolle. Der Neigungswinkel gibt an, um wieviel Grad die Dachkomponenten der Anlage abweichend von der Horizontalen installiert sind. B Bankability Bewertung der Finanzierungswürdigkeit eines Photovoltaik­ projekts unter Berücksichtigung rechtlicher, technischer und wirtschaftlicher Risiken. Batterie Speicher für elektrische energie, mehrfach benutzbar (wiederaufladbar). Siehe Akkumulator Bestrahlungs­ stärke Die Leistung der Sonnenstrahlung bezogen auf eine bestimmte Fläche. Die Bestrahlungsstärke gibt die Leistung an, die die Sonne auf 1m² Fläche abstrahlt. Sie beträgt auf der Erde etwa 1000 W/m². 10 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 10 24.03.14 21:23 Betriebs­ kosten Kosten für Betriebsmittel, instandhaltungen, Versicherungen etc. Die Betriebskosten einer Solaranlage sind relativ gering. Sie betreffen in der Regel den Strombedarf für Pumpen und Wechselrichter, die Wartung sowie eventuelle Versicherungen. BIPV/GIPV Bauwerk­integrierte Photovoltaik bzw. Gebäude­integrierte Photovoltaik. Solarsysteme gelten als Bauwerk-integriert, wenn die Photovoltaikmodule neben der reinen Energiebereitstellung zusätzlich eine Funktion im Gebäude übernehmen. Beispiele sind Kalt- oder Warmfassaden mit integrierten Photovoltaikmodulen, Solardachschindeln, Verschattungselemente, Balkonbrüstungen und ähnliche Anwendungen. BIPV-Systeme müssen vor allem hinsichtlich des Designs und der Installationsbedingungen besondere Anforderungen erfüllen. Neben der reinen Funktionalität als Photovoltaikgenerator spielen ästhetische Aspekte eine übergeordnete Rolle. Die Photovoltaikmodule stellen Design-Elemente dar. Blitzschutz Blitzschutz bedeutet, Maßnahmen gegen schädliche Aus­ wirkungen von Blitzeinschlägen auf bauliche Anlagen zu treffen. Blitzschutz gliedert sich in äußeren und inneren Blitzschutz. Der äußere Blitzschutz besteht aus Fangstangen, Ableitungen und dem Erdungssystem. Der innere Blitzschutz wird mit den Blitzstrom- und Überspannungsableitern realisiert. Dabei sind die Blitzstromableiter meistens auf Basis von Funkenstrecken aufgebaut. Übespannungsableiter werden in der Regel mit Varistoren realisiert. Um ein abgestimmtes Konzept zu gewährleisten, müssen alle Schutzkomponenten aufeinander abgestimmt sein. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 11 Phoenix ConTACT 11 24.03.14 21:23 Bürgersolar­ stromanlage Zusammenschluss von mehreren Bürgern/Privatinvestoren zwecks errichtung und Betrieb einer Solarstromanlage. Die Beteiligung einer einzelnen Person an einer großen Solarstromanlage kann in verschiedenen Rechtsformen geschehen. Der Vorteil einer Beteiligung gegenüber einer kleineren Einzelanlage sind die geringeren Investitionskosten durch Einkauf größerer Mengen. Außerdem bietet sich dieses Konzept für diejenigen an, die kein eigenes, geeignetes Dach zur Verfügung haben. Oftmals stellen Gemeinden Dächer für diese Form einer Photovoltaikanlage zur Verfügung. Es gibt unterschiedliche Beteiligungsformen, z. B.: • Jeder Beteiligte besitzt eine eigene Anlage innerhalb einer großen Anlage • Über eine Fondsbeteiligung Bypassdiode Dient der Vermeidung von niedrigen erträgen und schützt Photovoltaikmodule vor Beschädigung durch hotspots, indem der Strom an verschatteten Bereichen einer Solar­ stromanlage vorbeigeleitetet wird. Halbleiter-Bauteil, üblicherweise in die Modulanschlussdose integriert, antiparallel zu einzelnen Solarzellen oder Solarzellenstrings im Modul geschaltet. Sorgt bei Teilverschattung von Solarmodulen dafür, dass der String-Strom an der betroffenen Stelle vorbeigeführt wird. An der Diode tritt dabei ein wesentlich geringerer Spannungsabfall auf als an den verschatteten Zellen. Somit werden Ertragseinbußen durch Teilverschattung minimiert. Weiterhin verhindert die Bypassdiode den sog. Hotspot Effekt und schützt so das Solarmodul vor Beschädigung und Zerstörung. Bypassdioden können bei Beanspruchung sehr hohe Temperaturen erreichen. Bei falscher Auslegung bzw. ungenügender thermischer Anbindung an Kühlelemente kann es zur Zerstörung der Bypassdiode kommen. Dieser Effekt bleibt oft unbemerkt und kann zu einem dauerhaften Minderertrag des Photovoltaiksystems führen. 12 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 12 24.03.14 21:23 C CdTe (Cadmium­ Tellurid) halbleiter, der in bestimmten Dünnschicht­Solarmodulen eingesetzt wird. CIS­Zellen (Kupfer­Indi­ um­Selen) CiS ist ein halbleitermaterial für die Dünnschicht­ technologie. CO2 Kohlenstoffdioxid, ein Gas, das bei Verbrennungen entsteht und als hauptverantwortlich für die Klimaerwärmung gilt. Neuartige Materialien (Verbindungshalbleiter), die anstelle von Silizium für die Herstellung von Dünnschichtzellen verwendet werden. Dünnschichtzellen, bei denen das Beschichtungsmaterial KupferIndium-Diselenid (CIS) auf ein Trägermaterial (z. B. Glas oder Edelstahlfolie) aufgedampft wird. Der Wirkungsgrad dieser Solarzellen ist geringer als bei mono- oder polykristallinen Solarzellen, die Produktion jedoch preiswerter durch geringeren Materialeinsatz und einfachere Fertigungsverfahren. Bei der ganzheitlichen Betrachtung der CO2-Emmisionen pro kWh für verschiedene Energieträger sind neben dem Prozess der eigentlichen Energieerzeugung auch die CO2-Aufwände bei der Herstellung und Beschaffung der Grundmaterialen, der Anlagenerrichtung, dem Transport und dem Rückbau zu berücksichtigen. Phoenix ConTACT 13 Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 13 24.03.14 21:23 D Dachaus­ richtung Die Ausrichtung eines Daches zu den himmelsrichtungen ist maßgeblich für den ertrag einer Solaranlage. Am günstigsten für die Solarstrom- bzw. Solarwärmeerzeugung ist ein nach Süden ausgerichtetes Dach. Allerdings ist eine Abweichung nach Westen oder Osten nicht so ungünstig, wie man annehmen könnte. Ist das Dach um 45° nach Ost oder West gedreht, können je nach Dachneigung noch bis zu 95 % des Potenzials ausgeschöpft werden. Und selbst bei exakter Westoder Ostausrichtung sind es immer noch bis zu 85 %. Dachintegra­ tion Bezeichnet die einbettung einer Solaranlage in das Dach. Solaranlagen können auf verschiedene Weise auf dem Dach befestigt werden. Auf Flachdächern werden sie aufgeständert, bei Schrägdächern können die Kollektoren und Module ebenfalls aufgeständert über der Dachhaut befestigt oder in die Dachhaut integriert werden, was optisch die elegantere Variante ist. Inzwischen bieten Firmen in Rahmen eingepaßte Module an, die sich mechanisch und optisch in die umliegende Dachfläche integrieren. Die neuste Technik sind Solardachziegel sowie SolarRoof-Systeme, bei denen die gesamte Dachfläche mit großen Kollektoren abgedeckt wird („Energiedächer“). Bei dachintegrierten Photovoltaikanlagen ist auf eine ausreichende Hinterlüftung der Module zu achten, um den Ertrag nicht zu schmälern. Siehe Indachmontage 14 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 14 24.03.14 21:23 Dachneigung Der neigungswinkel eines Daches, maßgeblich für den ertrag einer Solaranlage. Der Anstellwinkel des Daches zur Sonne beeinflusst direkt den Ertrag der Solaranlage und wirkt sich entsprechend auf die Strom- und Wärmeausbeute aus. Aus dem jahreszeitlichen Verlauf der Sonne ergibt sich, dass im Winter ein steilerer Anstellwinkel der Module oder Kollektoren als im Sommer günstig wäre, da die Sonne dann tiefer steht. Im Jahresmittel ergibt sich dadurch ein optimaler Aufstellwinkel von 45° für thermische Anlagen und von 30° für photovoltaische Anlagen. Allerdings muss man bei solarthermischen Anlagen berücksichtigen, ob sie ausschließlich der Brauchwassererwärmung dienen oder auch der Heizungsunterstützung. Bei der Heizungsunterstützung wird die meiste Energie im Winter benötigt. Deshalb ist bei diesen Anlagen ein steilerer Aufstellwinkel unter Umständen günstiger. Flachdächer sind immer für Solaranlagen geeignet, da sowohl Ausrichtung als auch Aufstellwinkel der Anlage frei gewählt werden können. Datenlogger ein Datenlogger nimmt Daten in einem bestimmten Rhyth­ mus über eine Schnittstelle auf. Die erfassten Daten werden auf einem Speichermedium ablegt und können anschließend weiterverarbeitet werden. Ein Datenlogger kann zum Beispiel die von einer Photovoltaikanlage generierten Leistungsdaten oder Wetterdaten erfassen. DC direct current Siehe Gleichstrom Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 15 Phoenix ConTACT 15 24.03.14 21:23 Degradation Abnahme des Wirkungsgrades einer Solarzelle mit der Zeit. Degradation oder Alterung bezeichnet die Abnahme des Wirkungsgrades einer Solarzelle mit der Zeit. Solarzellen aus polykristallinem Silizium sind davon weniger betroffen als Dünnschichtzellen aus amorphem Silizium. Bei amorphen Solarzellen tritt dieser Effekt hauptsächlich in den ersten 1.000 Betriebsstunden auf und lässt dann nach, bei polykristallinen Zellen verläuft der Effekt konstant über die gesamte Betriebslaufzeit. Bei CIS- und CdTe-Dünnschicht-Zellen findet durch Licht kaum eine Degradation statt, eine geringe Degradation kann aus anderen Gründen aber auch bei diesen Zelltypen auftreten. Diese Abnahme des Wirkungsgrades wird von den Herstellern kalkuliert, in der Regel geben sie eine Garantie von mindestens 80 % der Zellleistung des Ausgangswertes über 20 Jahre. Diffuse Strahlung Strahlung, deren eigenschaften (z. B. Wellenlänge) beispiels­ weise durch Absorption, Brechung oder Reflektion verän­ dert wurden. Siehe Strahlungsarten Direkte Strahlung Strahlung, welche direkt von der Strahlungsquelle auftrifft. Dotieren ermöglicht den Stromfluss in einer Solarstromanlage. Siehe Strahlungsarten Damit Silizium als Stromerzeuger dienen kann, wird das reine Material gezielt verunreinigt. Das geschieht durch das Dotieren. Bei diesem Vorgang werden in das Kristallgitter des Siliziums Borund Phosphoratome eingebracht, die jeweils ein Elektron mehr oder weniger in ihrer äußeren Elektronenschale besitzen als das Siliziumatom. Das führt zu einer Elektronenbewegung innerhalb des Materials und ermöglicht damit einen Stromfluss. 16 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 16 24.03.14 21:23 Dünnschicht­ zelle Solarzelle mit sehr dünnen halbleitermaterialien. Dünnschicht­ zelle, Amor­ phe Silizium­ zelle Der photoaktive halbleiter ist in diesem Fall amorphes (gestaltloses) Silizium, das als dünne Schicht auf das Träger­ material, in den meisten Fällen Glas, aufgebracht wird. Der geringere Material­ und energieverbrauch und die Möglich­ keit des hohen Automatisierungsgrades der Fertigung bieten beträchtliche einsparpotenziale gegenüber der kristallinen Siliziumtechnologie. nachteil der amorphen Zellen ist der geringe Wirkungsgrad von 5 % bis 8 % (stabilisierter Zustand). Flexible Solarmodule auf Metall­ oder Kunststoff­ folien sind möglich. Die Struktur ist homogen, die Farbe ist rötlichbraun bis schwarz. Dünnschicht­ zelle, CIS­ Solarzellen Das aktive halbleitermaterial bei CiS­Solarzellen ist Kupfer­ indium­Diselenid, ihre Farbe ist schwarz. Der Wirkungsgrad beträgt 7,5 % bis 9,5 %. Dünnschicht, CdTe­Solar­ zellen Das photoaktive Material bei diesen Solarzellen besteht aus Cadmium­Tellurid. CdTe ist als Verbindung ungiftig und sehr stabil. Die Farbe der Zellen ist dunkelgrün spiegelnd bis schwarz. Der Wirkungsgrad der CdTe­Module beträgt 6 % bis 9 %. Zu den Dünnschichtzellen gehören amorphe Siliziumzellen ebenso wie Zellen aus CIS und CdTe. Der Unterschied zu den monound polykristallinen Siliziumzellen besteht in der Herstellung. Bei der Herstellung von Dünnschichtzellen werden photoaktive Halbleiter als dünne Schichten auf ein Trägermaterial aufgebracht. Die Schichtdicken betragen hierbei nur etwa 0,001 mm. Die Dünnschichtzellen werden intern so miteinander verbunden, dass man mit dem bloßen Auge die Verbindungen kaum erkennt. Die Zellen sehen daher sehr homogen aus. Die Farben von Dünnschichtzellen sind rötlichbraun über schwarz bis dunkelgrün. Vorteile von Dünnschichtzellen sind die geringeren Herstellungskosten, die geringere Anfälligkeit bei Verschattungen und die höhere Formflexibilität. Ein Nachteil ist der geringere Wirkungsgrad gegenüber Siliziumzellen. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 17 Phoenix ConTACT 17 24.03.14 21:23 E Eigenver­ brauch Solarstrom, der durch den Anlagenbetreiber selbst oder durch Dritte in unmittelbarer nähe verbraucht wird, ohne dass er zuvor durch das öffentliche netz durchgeleitet wurde. Einspeise­ regelung Die ins öffentliche Stromnetz eingespeiste Wirk­ und Blind­ leistung einer Photovoltaikanlage wird geregelt und trägt so zur netzstabilität bei. Einspeisever­ gütung Vergütung, die bei solaren Stromeinspeisung ins Stromnetz gezahlt wird. Eine Einspeisevergütung wird in Deutschland für Strom aus erneuerbaren (regenerativen) Energien gezahlt, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Die Betreiber der Stromnetze sind per Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) dazu verpflichtet, den Strom komplett abzunehmen und mit den darin vorgeschriebenen Sätzen zu vergüten. Einspeise­ vertrag Vertrag zwischen netz­ und Anlagenbetreiber zur Abnahme und Vergütung von eingespeistem Strom. Nach dem gültigen Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) dürfen Netzbetreiber die Erfüllung ihrer Verpflichtungen zur Abnahme und Vergütung des Stroms aus einer Photovoltaikanlage nicht vom Abschluss eines Vertrages abhängig machen. Dieser kann in einigen Fällen weitere Fragen klären, sollte aber nie nachteilig für den Anlagenbetreiber ausgelegt sein. Einspeise­ zähler 18 Misst den ins Stromnetz eingespeisten Strom. Siehe Zähler Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 18 24.03.14 21:23 Elektrische Spannung Die elektrische Spannung gibt den Unterschied der elektri­ schen Potenziale zwischen zwei Polen und die Antriebs­ stärke des elektrischen Stroms an. Die Einheit der elektrischen Spannung ist Volt (V), das Formelzeichen U. Es gibt zwei verschiedene Arten elektrischer Spannung: Gleichspannung und Wechselspannung. Spannungsquellen besitzen immer zwei Pole mit unterschiedlichen elektrischen Potenzialen. Der Pol mit dem höheren elektrischen Potenzial hat einen Mangel an Elektronen, der Pol mit dem niedrigeren elektrischen Potenzial entsprechend einen Überschuss an Elektronen. Die Differenz der elektrischen Potenziale nennt man elektrische Spannung. Entsteht eine elektrische Verbindung zwischen den Polen, ist das System bestrebt, die verschiedenen Elektronenkonzentrationen und damit die Potenziale auszugleichen. Bei diesem Vorgang fließt ein elektrischer Strom. Die elektrische Spannung ist somit das spezifische Arbeitsvermögen der elektrischen Ladung. Emission Bezeichnet den Ausstoß von Störfaktoren in die Umwelt, z. B. Kohlenstoffdioxid. Siehe CO2 Endenergie Die energie, die bei dem Verbraucher ankommt, also die Primärenergie (z. B. erdöl) nach Umwandlungs­ und Trans­ portprozessen, in diesem Fall heizöl. So wird die Energie genannt, die ein Verbraucher bezieht und einsetzt. Die Endenergie kann eine Sekundärenergie oder auch eine Primärenergie sein. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 19 Phoenix ConTACT 19 24.03.14 21:23 Energie energie ist als die Menge von Arbeit definiert, die ein physi­ kalisches System verrichten kann. entsprechend dieser Defi­ nition kann energie weder erzeugt noch verbraucht oder zerstört werden. Die Fähigkeit eines Körpers, eine äußere Wirkung hervorzurufen, die in verschiedenen Formen auftreten kann: als elektrische Energie, mechanische Arbeit oder Wärmeenergie. Energie kann in verschiedenen Einheiten angegeben werden, z. B. als Kilowattstunde (kWh), Joule (J) oder Kilocalorie (kcal). Bei allen Einheiten, die sich auf eine Zeit beziehen (hier: eine Stunde, h), handelt es sich um Einheiten zur Arbeit bzw. zum Energieverbrauch. 1 kWh = 1 000 Wh = 3.600 kJ Diese ist nicht zu verwechseln mit der Leistung in Watt (W) oder Kilowatt (kW). Die Spitzenleistung (z. B. einer Solarstromanlage) wird in Watt Peak (Wp) oder Kilowatt Peak (kWp) angegeben. Energie­ ertrag Bezeichnet die in einem bestimmten Zeitraum erzeugte energie. Der Energieertrag photovoltaischer Anlagen beträgt in Deutschland durchschnittlich pro Jahr 800 kWh/kWp. Solarthermische Anlagen mit Flachkollektoren haben einen durchschnittlichen Jahresertrag von mind. 350 KWh/m², Anlagen mit Vakuumröhrenkollektoren von mind. 450 KWh/m² und Jahr. 20 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 20 24.03.14 21:23 Energiepreis Wird im energiehandel gebildet und bezeichnet den Strom­, Öl­ und Gaspreis. Die Stromgestehungskosten beschreiben die Kosten, die zur Herstellung von 1 kWh elektrischen Stroms benötigt werden. Sie setzen sich aus den internen und den externen Kosten zusammen. Die internen Kosten spiegeln die Kosten wider, die zur reinen Stromerzeugung aufgebracht werden. Die externen Kosten werden in der Regel von der Allgemeinheit getragen, sie beschreiben z. B. Folgekosten nach Tankerunglücken. Bei Strom aus erneuerbaren Energien liegen die Gestehungskosten oft noch erheblich über denen konventioneller Energieträger. Dies liegt u. a. daran, dass sich ein Großteil der externen Kosten bei der Stromerzeugung aus konventionellen Energien nicht im Endpreis widerspiegelt, sondern von der Allgemeinheit getragen wird. Darüber hinaus kommen den konventionellen Energieträgern auch heute noch erhebliche staatliche Subventionen zugute, die den Preis künstlich niedrig halten. Weiterhin Einfluss nehmen eine geringere Energiedichte von erneuerbaren Energieträgern sowie eine geringere Stückzahl an Produktionsanlagen. Energiequel­ len, konventi­ onelle Üblicherweise bezeichnet man so die fossilen energieträger (Kohle, Mineralöl, erdgas) und Uran. Energierück­ laufzeit Bezeichnet die Zeit, die die erzeugte energie benötigt, um die zum Bau des energieerzeugers benötigte energie zu decken. Siehe Amortisation Energiever­ sorgungsun­ ternehmen (EVU) Bezeichnet energielieferanten und netzbetreiber. Energieversorgungsunternehmen (EVU) erzeugen Energie in Form von Strom und Wärme bzw. liefern Gas an den Kunden. Den größeren EVUs gehört ein Großteil der Stromnetze (RWE, E.On, Vattenfall, EnBW). Diese Netzbetreiber sind nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) verpflichtet, die Einspeisevergütung für z. B. Strom aus Photovoltaikanlagen zu zahlen. Wenn man von einem anderen Anbieter Strom bezieht (z. B. Ökostromanbieter), dem die Netze nicht gehören, zahlt dieser eine Nutzungsgebühr (Durchleitungsgebühr) an den Netzbetreiber. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 21 Phoenix ConTACT 21 24.03.14 21:23 ENS, Einrich­ tungen zur Netzüber­ wachung mit Schaltorgan einrichtung, um eine Solarstromanlage vom Stromnetz zu trennen. Entsorgung Bezeichnet die Beseitigung und Verwertung von Abfällen. Bei Schwankungen im Stromnetz oder bei Überschreitung vorgegebener Toleranzen bei der Einspeisung durch die Photovoltaikanlage, muss seitens des Netzbetreibers die Möglichkeit bestehen, die Photovoltaikanlage vom Netz zu trennen. Dies soll die Personensicherheit auf Seiten des Stromnetzes sicherstellen. Diese Funktion nimmt in der Regel die selbsttätige Freischaltstelle (ENS) ein, die häufig in den Wechselrichter integriert ist und die Anlage automatisch vom Netz trennt. Siehe Recycling Engineering, Procurement and Construc­ tion, EPC 22 Wenn von ePCs die Rede ist, handelt es sich um Firmen, die sich mit der Planung, dem Aufbau und der Realisierung von Solaranlagen befassen. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 22 24.03.14 21:23 Erdung Die erdung bedeutet, eine elektrisch leitfähige Verbindung mit dem elektrischen Potential des erdbodens herzustellen. Es gibt je nach Aufgabe und Aufbau unterschiedliche Erdungsarten in der Elektrotechnik: • Schutzerdung • Blitzschutzerdung • Funktionserdung • Betriebserdung Mit der Schutzerdung wird eine sichere Verbindung zum Erdreich erstellt, um bei elektrischen Anlagen und Geräten bei Auftreten eines Fehlers Personen und Tiere vor gefährlich hohen Berührungsspannungen zu schützen. Die Schutzerdung kann auch der Funktionserdung dienen, nicht jedoch umgekehrt. Die Blitzschutzerdung soll den Blitzstrom sicher ins Erdreich abführen, um Gebäude zu schützen. Die Funktionserdung dient dazu, elektrische Einrichtungen sicher zu betreiben. Mit der Funktionserdung sollen Störströme sicher abgeleitet und elektrische Störeinkopplungen vermieden werden. Die Betriebserdung wird überwiegend in Kraftwerken und Schaltanlagen eingesetzt und soll einen störungsfreien Betrieb der Anlage oder der Geräte sicherstellen. Phoenix ConTACT 23 Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 23 24.03.14 21:23 Erneuerbare­ Energien­ Gesetz (EEG) Gesetz in Deutschland zur Förderung der energieerzeugung aus regenerativen energiequellen durch besondere finanzielle Anreize, wie z. B. besondere einspeisetarife oder Steuervor­ teile. Das deutsche Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) bietet u. a. über garantierte Einspeisevergütungen Marktanreize zur Errichtung von regenerativen dezentralen Energieerzeugungsanlagen. Das starke Wachstum der Photovoltaik in Deutschland wurde maßgeblich durch dieses Gesetz getrieben. Aufgrund der hierdurch gestiegenen Umlagekosten sind zurzeit grundlegende Überarbeitungen in der Diskussion. In anderen Ländern gibt es ähnliche Marktanreizprogramme, die entweder auf gesicherten Einspeisevergütungen, Steuervorteilen oder sogenannten NetMetering-Modellen basieren. Bei letzteren bezahlt der Betreiber einer Erzeugungsanlage, der in der Regel auch gleichzeitig Stromabnehmer ist, die Differenz zwischen Strombezug und Einspeisung. Überschüsse werden hier in der Regel nicht vergütet. Erneuerbare Energien Bezeichnet energien aus Quellen, die sich entweder kurz­ fristig von selbst erneuern oder deren nutzung nicht zur erschöpfung der Quelle beiträgt. Energiequellen, die keine endlichen Rohstoffe verbrauchen, sondern natürliche, sich erneuernde Kreisläufe anzapfen, bezeichnet man als erneuerbar (Sonne, Wind, Wasserkraft, Bioenergie), meist werden auch die Gezeiten, die Meeresströmung und die Erdwärme dazugezählt. Erwärmung Solarmodul erwärmen sich Solarstromanlagen, sinkt deren Leistung etwas ab. Solarzellen aus kristallinem Silizium verlieren bei Erwärmung einen geringen Teil ihrer Leistung. Pro Grad Temperaturerhöhung der Module sinkt die Leistung um bis zu 0,5 % der Spitzenleistung. Daher sollte bei der Installation von Solarmodulen auf dem Dach darauf geachtet werden, dass diese gut hinterlüftet sind. Bei Standardtestbedingungen, unter denen die Module gestestet werden, beträgt die Temperatur 25 °C. Bei Dünnschichtmodulen ist dieser Effekt weniger stark. 24 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 24 24.03.14 21:23 Eurowir­ kungsgrad Wirkungsgrad, der Klimaschwankungen unter Berücksich­ tigung weiterer technischer Details einbezieht. Ein mit dem europäischen Klima gewichteter dynamischer Wirkungsgrad, der den Vergleich verschiedener Wechselrichter ermöglicht. F Farbige Solarzelle Durch Verändern der Antireflexschicht können Solarzellen auch in anderen Farben als das typische Dunkelblau und Schwarz erscheinen. Ertragsoptimierte kristalline Solarzellen sind meist dunkelblau, um eine möglichst große Absorption des Sonnenlichtes zu erreichen. Dünnschichtzellen haben ein schwarzes oder rot-/grünschwarzes Erscheinungsbild. Durch Verändern der Antireflexschicht können bei kristallinen Zellen auch andere Farbtöne erzeugt werden. Generell gilt für kristalline Solarzellen: Je heller der Farbton, desto ungünstiger die Leistung der Solarzelle. Neben farbigen Zellen werden auch transparente und semi-transparente Zellen angeboten, die dem Kunden ästhetisch schöne Variationen der Gestaltung ermöglichen. Das Rohmaterial Silizium, aus dem die Wafer für Solarzellen gefertigt wird, ist silberfarben-metallisch. Die allgemein übliche und bekannte blaue Farbe entsteht erst durch das Aufbringen einer Antireflexionsschicht auf der Oberseite der Solarzelle. Dunkelblau bis Schwarz ist dabei die Farbe, die dafür sorgt, dass die größte Menge für die Zelle verwertbares Licht aus dem Tageslichtspektrum aufgenommen wird. Die Antireflexschicht besteht herstellerabhängig häufig aus Siliziumnitrit. Durch eine Variation in der Schichtdicke der Antireflexschicht wird deren Farbigkeit verändert. Dabei können alle Regenbogenfarben entstehen. Die entstehenden Farben nennt man Interferenzfarben. Nicht zu verwechseln sind farbige Solarzellen mit sogenannten Farbstoffzellen. Das sind experimentelle Zellen, die ein Farbstoffgemisch beinhalten. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 25 Phoenix ConTACT 25 24.03.14 21:23 Fassaden­ integration Bezeichnet das einfügen von Solaranlagen in die Außenfas­ sade eines Gebäudes als funktionales element. Bei der Integration von Solaranlagen in Gebäudefassade werden Kalt- und Warmfassaden unterschieden. Bei Kaltfassaden werden die Solarmodule oder Kollektoren additiv vor der Wärmedämmung an der Gebäudefassade installiert. Sie dienen neben der Energieproduktion als Witterungsschutz sowie zur Fassadengestaltung. Die Solarmodule oder Kollektoren sind dabei hinterlüftet und somit gekühlt. Bei Warmfassaden übernimmt die Solaranlage zusätzlich die Funktion der Wärmedämmung in der Gebäudehülle. Dafür werden im Bereich der Photovoltaik spezielle Isolierglasmodule angeboten, die entsprechende Eigenschaften besitzen. Auch Solar- und Luftkollektoranlagen werden als fassadenintegrierte Lösungen angeboten. Die Fassadenintegration von Solaranlagen bietet sich vor allem bei großflächigen Büro- und Industriegebäuden sowie Mehrfamilienhäusern an („Energiefassaden“). Einige Solarmodulhersteller haben dafür maßgeschneiderte, lichtdurchlässige Solarmodule im Angebot. Die Anschaffungskosten sind i. d. r. höher als die vergleichbarer Solarmodule mit dem üblichen Glas-/Folienaufbau. Der ästhetische Anspruch an diese Elemente ist jedoch auch wesentlich höher. So werden beispielsweise spezielle Anschlusselemente verwendet, die in Fassadenstrukturen integriert werden können und somit für den Betrachter unsichtbar bleiben. 26 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 26 24.03.14 21:23 Flachdach­ montage Bei der Flachdachmontage werden Solaranlagen auf spezi­ ellen Ständern aufgestellt, um den optimalen neigungswinkel zu erreichen. Flachkollektoren und Solarstrommodule werden auf Flachdächern über ein Montagesystem schräg aufgestellt. Für die Installation auf einem Flachdach muss zunächst geklärt werden, ob die Statik des Daches eine Montage zulässt, also ob tragfähige Flächen, Dachpunkte oder Wände für die zusätzliche Last vorhanden sind. Das ist nicht selbstverständlich, da Flachdächer prinzipiell nur ihre Eigenlast sowie die Wind- und Schneelast tragen müssen. Ein Statiker muss nicht nur die zusätzliche Belastbarkeit des Daches prüfen, sondern auch die zusätzlichen Belastungen durch Wind und Schnee auf den Kollektoren oder Modulen in die Berechnungen einbeziehen. Außerdem sollte die Dachfläche ausreichend groß und nicht zu stark zergliedert sein (durch Kamine, Dachaufbauten oder ähnliches), so dass die erforderliche Kollektor- oder Modulfläche ohne Verschattung der Elemente und in möglichst großen Feldern darauf untergebracht werden kann. Da Sanierungsarbeiten nach dem Aufbau des Solarfeldes nur mit erhöhtem Arbeitsaufwand möglich sind oder eventuell die Demontage des Solarfeldes erfordern, sollte die Dachabdichtung neu sein bzw. im Zuge der Montage saniert werden, um Sanierungsmaßnahmen während der langen Lebensdauer der Kollektoren bzw. der Module (20 Jahre und mehr) möglichst überflüssig zu machen. Eine Ausnahme bei der Montage bilden Vakuumröhrenkollektoren. Sie können auch horizontal auf Flachdächern installiert werden. Hier können die Absorberstreifen so gedreht werden, dass sie im optimalen Winkel zur Sonne stehen. Flach­ kollektor Flachkollektoren sind die am häufigsten verwendeten Kollek­ toren bei Solarwärmeanlagen, da sie günstiger, aber auch weniger effizient als Vakuumröhrenkollektoren sind. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 27 Phoenix ConTACT 27 24.03.14 21:23 Freiauf­ stellung Bezeichnet die Aufstellung von Solaranlagen auf dem Boden. Die Verankerung eines Solarmoduls bzw. Kollektors im Boden gestaltet sich teilweise einfacher als auf dem Dach – die Montage geht schneller, Wartung und Reinigung sind einfacher. Das Modul bzw. der Kollektor wird auf ein Fundament geschraubt. Dabei muss insbesondere bei Photovoltaikanlagen ein ausreichend großer Abstand zum Boden beachtet werden, damit keine Pflanzen die untere Modulreihe beschatten. Laut Erneuerbare-Energien-Gesetz müssen verschiedene rechtliche Belange bei Freiflächenphotovoltaikanlagen beachtet werden. Freischalt­ stelle einrichtung, um eine Solarstromanlage vom Stromnetz zu trennen. Siehe ENS Förderpro­ gramme Förderprogramme dienen der verbesserten Wirtschaftlich­ keit von erneuerbaren energien und Maßnahmen zur ener­ gieeinsparung. Die Förderung geschieht durch Steuervorteile, Zuschüsse zu den Errichtungskosten von regenerativen Energieerzeugungsanlagen oder durch besondere Einspeisevergütungen. G Gallium­ Arsenid Ausgangsmaterial zur herstellung von Dünnfilm­Solarzellen auf Cadmium­Tellurid­Basis. Neuartige Materialien (Verbindungshalbleiter), die anstelle von Silizium für die Herstellung von Dünnfilm-Solarmodulen verwendet werden. 28 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 28 24.03.14 21:23 Gebäudeinte­ grierte Solar­ anlagen Solaranlagen können harmonisch und architektonisch anspruchsvoll in das Dach oder in die Gebäudehülle inte­ griert werden. Bei herkömmlichen Installationen werden Solaranlage lediglich an oder auf einem Gebäude installiert, um Sonnenenergie umzuwandeln und als Wärme oder elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Sobald die Module oder Kollektoren jedoch eine zusätzliche Funktion für das Gebäude übernehmen, spricht man von Gebäudeintegration. Beispiele sind Außenfassaden (dämmend oder vorgehängt), Überkopfverglasungen, Verschattungselemente etc. Auch eine rein architektonische Einbindung der Solarelemente in die Gebäudestruktur macht eine Solaranlage zu einem gebäudeintegrierten System. Generator ein Generator erzeugt elektrische energie. Eine, um einen magnetischen Eisenkern gewickelte Spule die durch Induktion Strom erzeugt. Dazu werden die durch Verbrennung fossiler Rohstoffe erzeugten mechanischen Antriebskräfte einer Turbine oder die Windenergie bei Windkraftanlagen genutzt. In der Photovoltaik handelt es sich um miteinander verschaltete Solarmodule, die ein Kraftwerk zur Stromerzeugung bilden. Generatoran­ schlusskasten (GAK) Bei mittleren und großen Photovoltaikanlagen werden die einzelnen Strings mittels Generatoranschlusskästen zusam­ mengefasst. Generatoranschlusskästen werden zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter montiert. Diese sammeln die Strings aus dem Feld zusammen und führen sie zum Wechselrichter. Zusätzlich können weitere Funktionen wie Schutz-, und Überwachungssysteme integriert werden. Je nach Ausführung enthalten die Kästen Reihenklemmen, Überspannungsschutz, Sicherungen und Lasttrennschalter bis hin zum System für die permanente Stromüberwachung der einzelnen Strings. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 29 Phoenix ConTACT 29 24.03.14 21:23 Gleichstrom elektrischer Strom, der stets in die gleiche Richtung fließt. Elektrischer Strom, der stets in die gleiche Richtung fließt, wird als Gleichstrom (auch DC für „direct current“) bezeichnet. Der Strom fließt von Plus nach Minus. Auch Photovoltaikanlagen produzieren Gleichstrom, der zur Netzeinspeisung über einen Wechselrichter in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt wird. Gleichstromleitungen haben einen größeren Querschnitt als Wechselstromleitungen. Bei der Installation von Photovoltaikanlagen sind sie daher schwieriger zu verlegen und auch teurer. Deshalb werden Gleichstromleitungen möglichst kurz gehalten und der Wechselrichter wird nah an den Modulen eingebaut. Gleichstrom wird hauptsächlich bei Geräten mit kleiner Leistung verwendet, z .B. bei Taschenlampen oder Autobatterien. Global­ strahlung Als Globalstrahlung bezeichnet man die gesamte auf eine Fläche auftreffende Sonnenstrahlung. Gemessen wird die Strahlung pro Quadratmeter waagerechte Fläche. Die Globalstrahlung setzt sich aus der direkten und der diffusen Strahlung zusammen. Die Lufthülle der Erde verringert die Globalstrahlung durch Absorption, Reflexion und Streuung, die Intensität der Strahlung auf der Erdoberfläche nimmt ab. Bei klarem Himmel besteht die Globalstrahlung fast nur aus direkter, bei bewölktem Himmel ausschließlich aus diffuser Strahlung. Im Jahresmittel sind beide Anteile gleich hoch. Die mittlere Jahressumme der Globalstrahlung auf eine horizontale Empfangsfläche beträgt in der Region Berlin/Brandenburg ca. 1.000 kWh/m² pro Jahr, während sie für das Sauerland mit ca. 900 kWh/m² pro Jahr und für die Region um Freiburg mit ca.1.160 kWh/m² pro Jahr angegeben wird. 30 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 30 24.03.14 21:23 H Halbleiter Material, das durch gezielte Verunreinigung stromleitend gemacht wurde. Material, das im physikalisch reinen Zustand nicht leitend ist und bei gezielter Verunreinigung leitend gemacht werden kann. Durch Licht und Wärme werden Halbleiter elektrisch leitfähig. Solarzellen bestehen zum Großteil aus einem Siliziumhalbleiter. Strahlt Licht auf eine Grenzschicht, entsteht elektrische Spannung, indem positive und negative Ladungsträger im Material getrennt werden. So entsteht zwischen Vorder- und Rückseite der Zelle eine elektrische Spannung. Wird ein Verbraucher angeschlossen, fließt die freie Ladung von der positiven in die negative Schicht. Hinterlüftung Mit dem Begriff hinterlüftung wird im allgemeinen ein belüfteter hohlraum hinter oder zwischen zwei Bauteilen oder Schichten bezeichnet. Bei Solar- und Photovoltaikanlagen ist dies vor allem im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Anlage wichtig. Dieser ist bei einer Solarzelle stark von ihrer Temperatur abhängig, wobei er umso besser wird, je kühler die Zellen arbeiten können. Beim Aufbau und der Planung einer Solaranlage muss auf eine möglichst optimale Hinterlüftung der Solarmodule geachtet werden. Hierzu empfiehlt es sich, zwischen den Solarmodulen und der Dachbzw. Fassadenfläche einen Abstand von mindestens zehn bis fünfzehn Zentimetern einzuhalten. Hotspot­ Effekt Dieser effekt tritt bei Verschattung von Solarstromanlagen auf. Durch die folgende hitzeentwicklung können Teile des Solarmoduls zerstört werden. Bypass­Dioden vermeiden den hotspot­effekt. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 31 Phoenix ConTACT 31 24.03.14 21:23 Hybrid­ systeme hybridsysteme sind Kraftwerke, die aus verschiedenen energiequellen Wärme oder Strom erzeugen können. So zum Beispiel hybride Photovoltaik-Dieselgeneratoren. Obwohl die Umwandlung von Dieseltreibstoff in Strom besonders umweltschädlich und teuer ist, stellt diese Art der Stromversorgung in vielen Teilen der Erde die einzige Möglichkeit für eine zuverlässige Versorgung dar. Durch die Kombination von Photovoltaik und konventionellen Dieselgeneratoren können der Kraftstoffverbrauch und damit die hohen Betriebskosten deutlich reduziert werden. I Indach­ Montage Die Solaranlage wird als Teil der Gebäudehülle in das Dach integriert. Bei der Indach-Montage von Solaranlagen wird der Solarkollektor oder das Solarmodul in die Dacheindeckung integriert und bildet somit ein funktionales Element der Gebäudehülle. Sowohl bei schrägen als auch bei Flachdächern ist eine Indach-Montage von Solarmodulen möglich. Indach-Montage ist im Vergleich zur Aufdach-Montage unter ästhetischen Gesichtspunkten meist die ansprechendere Variante. Nachteil der Dachintegration von Solarmodulen zur Stromerzeugung ist die schlechtere Hinterlüftung. Hierdurch können sich die Solarmodule bei Sonneneinstrahlung stärker erwärmen, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades und somit zu Minderertrag führen kann (Siehe Temperaturkoeffizient). Bei der Nachrüstung einer Solaranlage in bestehende Gebäude mit Schrägdächern ist eine Aufdach-Montage preisgünstiger als eine Indach-Montage, da die bestehende Ziegeleindeckung nur an wenigen Punkten durchbrochen wird, ohne die Dichtigkeit des Daches zu gefährden. Einige Hersteller bieten Kollektoren und Module an, die sich – in spezielle Rahmen oder Wannen eingepasst – mechanisch und optisch in die umliegende Dachfläche integrieren lassen. Weitere Möglichkeiten der Dachintegration bieten Solardachziegel, flexible, wie Folienbahnen zu verarbeitende Solarmodule sowie Solar-Roof-Systeme. Hierbei wird die gesamte Dachfläche mit großen Kollektoren oder Modulen begedeckt („Energiedächer“). Derartige Systeme lassen sich bei Neubauten sehr gut abseits der Baustelle vormontieren. 32 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 32 24.03.14 21:23 Inselanlagen Solarstromanlagen, die ausschließlich zur Selbstversorgung mit Strom dienen und nicht an das Stromnetz angeschlossen sind. Inselanlagen kommen insbesondere in unzugänglichen Regionen zum Einsatz, in denen keine Anschlussmöglichkeit an das öffentliche Stromnetz besteht. Sie werden i. d. R. mit einer Erdspeichereinheit kombiniert. Investor Kapitalanleger einer Solaranlage oder eines Solarparks. K Kenngrößen Solarmodul Wichtige Datenblatt­ und Typenschildangaben von Solar­ modulen. Das Datenblatt eines Solarmoduls enthält die wichtigsten elektrischen und mechanischen Kenngrößen. Hierzu gehören Maximalleistung, Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom bei Standardtestbedingungen (STC, 1000 W/m², 25 ± 2 °C, AM 1.5 gemäß EN 60904-3) sowie unter durchschnittlichen Betriebsbedingungen (800 W/m², NOCT, AM 1.5). Weitere Kennwerte sind: • Temperaturverhalten: sog. NOCT (Normal Operation Cell Temperatur, Temperatur der verwendeten Solarzellen unter normalen Betriebsbedingungen) Temperaturkoeffizienten von Spannung, Strom und Leistung • Schwachlichtverhalten, d. h. die Wirkungsgradreduktion bei nur 200 W/m² Einstrahlung • Mechanische Abmessungen (Länge, Breite, Höhe) und Gewicht. Eine weitere Angabe beschreibt die Zulassungen für das Modul, z. B. EN 61215 und EN 61646 für kristalline bzw. Dünnschichtmodule im europäischen Raum bzw. UL 1703 für den nordamerikanischen Raum. Einige Hersteller geben die verwendeten Anschlussdosen, Leitungen und Steckverbinder an. Die europäische Norm EN 50380 schreibt vor, welche Datenblattangaben mindestens vorhanden sein müssen. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 33 Phoenix ConTACT 33 24.03.14 21:23 Kennlinie eine Kennlinie ist die graphische Darstellung zweier vonei­ nander abhängigen physikalischen Größen, die für ein Gerät (z. B. Solarstromanlage) kennzeichnend ist. Diagramm, das das elektrotechnische Verhalten einer Solarzelle bzw. eines Solarmoduls beschreibt. Kilowatt einheit der Leistung, 1kW = 1000 W. Siehe Leistung, Energie, Watt Peak Klimaschutz Alle organisatorischen und technischen Maßnahmen, die einer unnatürlichen Veränderung des Klimas entgegen­ wirken. Kohlendioxid (CO2) Siehe CO2 Kollektor Dient der „Sammlung“ von Sonnenstrahlungsenergie (lat. colligere = sammeln). Der Begriff wird vorwiegend im Bereich der Thermie genutzt, das Äquivalent im Bereich der Photovoltaik wird als Solarmodul bezeichnet. Solarmodule wandeln Sonnenenergie in elektrische Energie um. Das Modul nimmt die Sonnenstrahlung auf und wandelt diese über zwei Halbleiterschichten in elektrische Energie um. Mehrere Photovoltaikmodule werden zum sogenannten Solargenerator zusammengeschlossen. Zur Photovoltaikanlage gehören jedoch noch mehr Komponenten. Um den Gleichstrom nutzen bzw. ihn in das öffentliche Netz einspeisen zu können, ist ein Wechselrichter notwendig, der den Gleichstrom in Wechselstrom wandelt. Solarkollektoren hingegen wandeln Sonnenenergie in Wärme um. Sie sind Bestandteil einer thermischen Solaranlage zur Brauchwassererwärmung oder Heizungsunterstützung. Der Kollektor nimmt die Sonnenstrahlung auf und wandelt diese über den Absorber (in der Regel ein dunkles Kupferblech) in Wärme um. Sie wird von der Wärmeträgerflüssigkeit (Solarflüssigkeit) aufgenommen, die den Absorber in Kupferrohren durchströmt. Die Wärme wird dann über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser abgegeben. 34 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 34 24.03.14 21:23 Konversions­ flächen ehemalige industrie­, Militär­ oder Gewerbefläche. Korrosion Chemische Reaktion von Werkstoffen, insbesondere von Metallen, mit ihrer Umgebung und daraus resultierende veränderte eigenschaften. Ehemalige, zum Teil brachliegende Militär-, Industrie- und Gewerbeflächen, die zum Zweck der neuerlichen Nutzung (z. B. Neubebauung mit Photovoltaikanlagen) eine Umwandlung (Konversion) erfahren. Bei Solaranlagen spielt die Korrosion von Kontaktwerkstoffen eine wesentliche Rolle. Bei Verwendung unterschiedlicher Metallkontakt-Oberflächen in Steckverbindern kann es im Betrieb zu elektrochemischen Reaktionen kommen. Hierdurch entsteht oft ein erhöhter Übergangswiderstand. Die daraus resultierende Erwärmung des Kontaktbereiches hat finanzielle Einbußen des Anlagenbetreibers zur Folge. Fortschreitende Korrosionseffekte können zur Überhitzung von Kontakten, deren Zerstörung und sogar zu Bränden führen. Ein unkritischer Korrosionseffekt ist das bekannte dunkle Anlaufen von Silberoberflächen. Die dabei entstehende Silbersulfidschicht ist elektrisch leitfähig und führt somit nicht zu erhöhten Übergangswiderständen. Korrosion lässt sich vermeiden, indem aufeinander abgestimmte Komponenten verwendet werden. Dies ist üblicherweise nur gewährleistet, wenn die Komponenten – z. B. Steckverbinder – von ein und demselben Hersteller stammen. Vorsicht ist bei dem Begriff „Kompatibilität“ geboten. In den meisten Fällen verbirgt sich dahinter eine rein mechanische Ähnlichkeit der Komponenten – im Fall von Steckverbindern die Steckbarkeit. Eine Abstimmung der Materialien und Oberflächen ist üblicherweise nicht gegeben. Kurzschluss­ strom höhe der Stromstärke, wenn Plus­ und Minuspol eines Solargenerators verbunden (kurzgeschlossen) werden. kWh, Kilo­ wattstunde Maßeinheit der Arbeit 1 kWh = 1000Wh Einheit für Energie (dagegen Leistung: Energie/Zeiteinheit = KW) Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 35 Phoenix ConTACT 35 24.03.14 21:23 kWp, Kilo­ wattpeak Spitzenleistung einer Solarstromanlage. Kyoto­ Abkommen internationales Abkommen zum Klimaschutz, das mittler­ weile durch eine in Verhandlung befindliche Anschlussverein­ barung ergänzt wird. Die Größe einer Photovoltaikanlage wird nach der Leistung des Solargenerators in kWpeak (kWp, Peakleistung = Spitzenleistung) angegeben. Dieser Wert beschreibt die optimale Leistung der Solarmodule unter genormten Testbedingungen (1000 W/m2 Einstrahlung, 25 °C Modultemperatur, 1,5 Air Mass). Bei bewölktem Himmel, Erwärmung des Moduls oder einem höheren Air-Mass-Faktor ist die Leistung des Solargenerators entsprechend geringer (Anlage arbeitet unter Teillast). In unseren Breitengraden können mit einer 1-kWp-Photovoltaikanlage (entspricht 8-10 m² Fläche) etwa 700 bis 900 kWh Strom pro Jahr erzeugt werden. Der durchschnittliche jährliche Stromverbrauch eines Vierpersonenhaushalts in Deutschland liegt bei etwa 4.000 kWh. In der japanischen Stadt Kyoto wurde 1997 ein Abkommen zum Klimaschutz getroffen, in dem sich 180 Länder verpflichten, die Emissionen von Treibhausgasen um 5,2 % im Vergleich zu 1990 zu verringern. L Laderegler Schutzeinrichtung für Batterien. Der Laderegler schützt den Akkumulator von Inselanlagen vor Überladung und Tiefenentladung. Laminat Rahmenlose Photovoltaikanlagenmodule. Verschweißter Verbund aus Solarzellen und Kunststofffolien, der auf eine Glasscheibe auflaminiert ist. Transparente Photovoltaikanlagenmodule oder semitransparente Photovoltaikanlagenmodule eigenen sich hervorragend für ästhetische Architektur. Siehe Montagesysteme 36 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 36 24.03.14 21:23 Lebensdauer von Solaran­ lagen Betriebsdauer einer Solaranlage, innerhalb derer die maxi­ male Leistung einen Wert von 80 % bis 85 % der nennlei­ stung nicht unterschreitet. Solaranlagen altern, bedingt durch Witterungs- und Korrosionseffekte, mechanische Belastungen und Degradation von elektronischen Bauteilen. Die meisten Komponentenhersteller bieten über die gesetzliche Gewährleistung hinaus verschiedene Arten von Garantieleistungen. Bei Solarmodulen spricht man beispielsweise von einer Leistungsgarantie, die typischerweise eine Dauer von 20 bis 30 Jahren umfasst. Innerhalb dieses Zeitraums darf die Leistung der Solarmodule einen vorgegebenen Anteil der Nennleistung (z. B. 80 %) nicht unterschreiten. Bei freiwilligen Garantieleistungen der Hersteller ist ein besonderes Augenmerk auf die Garantiebedingungen zu legen. Hier werden im „Kleingedruckten“ oft hohe Hürden aufgebaut, die zu überwinden schwierig und finanziell aufwändig sein kann. Leerlauf­ spannung höhe der Spannung zwischen Plus­ und Minuspol einer Stromquelle (z. B. Solarmodul), wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. Leistung Bezeichnet die elektrische energie, die in einer bestimmten Zeit geliefert wird. Unter Leistung versteht man die pro Zeiteinheit umgesetzte Energie. Das ist auch die pro Zeit verrichtete Arbeit, die verbrauchte Strommenge oder die zugeführte Wärmemenge. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 37 Phoenix ConTACT 37 24.03.14 21:23 Leitungen Leitungen dienen bei Solaranlagen dem Transport von elektrischem Strom, der Leistungsübertragung sowie der informationsübermittlung. Bei der Verdrahtung von Solaranlagen zur Leistungsübertragung werden spezielle Leitungen eingesetzt. Ausschlaggebend sind die besonderen Anforderungen an die Langzeitstabilität unter extremen äußeren Bedingungen sowie die hohe elektrische Spannung von bis zu 1.500 V. Regional unterschiedliche Normen und Gesetze schränken die verwendbaren Leitungstypen für Solaranwendungen stark ein. Bei der Auslegung von Leiterquerschnitten ist zu beachten, dass bei der Leistungsübertragung auch in den Leitungen Wärmeverluste auftreten, die bei falscher Kalkulation zu hohen finanziellen Einbußen und zur vorzeitigen Alterung führen können. Datenleitungen müssen ebenfalls auf die Anwendung im Photovoltaikumfeld ausgelegt sein. So ist, wie auch bei den leistungsübertragenden Leitungen, eine Querschnittsberechnung notwendig, die die Signalqualität der Datenübertragung sicherstellt. Darüber hinaus müssen die Leitungen besonders gegenüber elektromagnetischen Einflüssen geschützt werden, die typischerweise in industriellen Solaranlagen auftreten. Dies wird durch geeignete Schirmung und Verlegung erreicht. Lichtdurch­ lässige Module Solarstromanlagen, die eine transparente Rückseite haben und somit lichtdurchlässig sind. Transparente Photovoltaikanlagenmodule sind durchsichtige Module, während semitransparente Photovoltaikanlagenmodule halbdurchsichtige Module sind. Diese Arten eigenen sich hervorragend für ästhetische Architektur, bei der ein beeindruckendes Spiel aus Licht und Schatten geschaffen werden kann. M Mikrowech­ selrichter 38 Siehe Modulwechselrichter Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 38 24.03.14 21:23 Modul ein Solarmodul wandelt Sonnenenergie durch photovol­ taische effekte direkt in elektrischen Strom um. Siehe Solarmodul Modulwech­ selrichter Spezieller Wechselrichtertyp mit geringer nennleistung und niedriger eingangsspannung, um mit einzelnen Modulen ver­ schaltet werden zu können. Modulwechselrichter, auch Micro-Inverter genannt, sind Wechselrichter, die im Leistungsbereich von wenigen hundert Watt und mit sehr geringen Eingangsspannungen deutlich unter 100 V arbeiten. Sie werden einzelnen Modulen zugeordnet, d. h. ein oder zwei Module werden mit einem Wechselrichter verknüpft. Dies hat zur Folge, dass die einzelnen Module eines Photovoltaikgenerators unabhängig voneinander jeweils in ihrem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Bei der klassischen String-Verschaltung von Photovoltaikgeneratoren ist dies so nicht möglich. Ein typischer Anwendungsfall von Modulwechselrichtern ist ein Photovoltaikgenerator, der im Tagesverlauf eine Teilverschattung aufweist. Der Einsatz von Modulwechselrichtern bewirkt hier, dass nur die verschatteten Module in Minderleistung gehen, während die restlichen Module zu jedem Zeitpunkt ihren maximalen Ertrag liefern können. Monitoring Überwachung von Betriebsdaten einer Photovoltaikanlage. Die Betriebs- und Leistungsdaten einer Photovoltaikanlage sind ein wesentlicher Indikator für die Effektivität und Wirtschaftlichkeit. Typischerweise werden AC- und DC-Leistung, Ströme und Spannungen erfasst. Darüber hinaus können auch Größen wie Einstrahlung und Temperatur aufgenommen werden. Die Daten stehen dann zur Berechnung z. B. der Performance Ratio zur Verfügung. In kleineren Anlagen mit Mikrowechselrichtern und Stringwechselrichtern ist die Betriebsdatenerfassung üblicherweise im Wechselrichter integriert. Große Photovoltaikkraftwerke werden zusätzlich auf der DC-Seite über separate Messeinheiten überwacht, da die Zentralwechselrichter aufgrund der Anlagenverschaltung keine ausreichende Detailtiefe in der Messung erreichen. Das Monitoring der DC-Seite ist vor allem für eine effektive Betriebsführung und gezielte Wartung der Anlage notwendig. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 39 Phoenix ConTACT 39 24.03.14 21:23 Montage­ systeme Systeme für die Montage von Solaranlagen, beispielsweise auf Dächern. Für die zahlreichen Möglichkeiten, Solaranlagen an Gebäuden oder auf Freiflächen zu installieren, gibt es viele Befestigungskonstruktionen. Für die Wahl des Befestigungssystems spielt die Art der Kollektoren oder Module (z. B. gerahmt oder ungerahmt) eine wesentliche Rolle. Zunächst müssen Sie entscheiden, ob die Solaranlage auf dem Dach bzw. an der Fassade befestigt oder in das Dach bzw. die Fassade integriert werden soll. Montagesy­ stem Auf­ dachmontage auf Schräg­ dächern Für die Aufdachmontage auf Schrägdächern, bei denen die Solaranlage über dem Dach aufgeständert wird, gibt es eine Vielzahl an Befestigungssystemen, die zum Teil speziell auf die Solarkollektoren und ­module abgestimmt angeboten werden. Dabei handelt es sich z. B. um Schienensysteme aus Aluminium oder edelstahl. Montagesy­ stem Indach­ montage auf Schrägdä­ chern Für die indachmontage auf Schrägdächern gibt es verschie­ dene Profilsysteme oder spezielle Dachziegel, in die sich kleine Solarmodule einklemmen lassen. Bei der indachmon­ tage ist eine der wichtigsten Aufgaben des Systems, dass das Dach nicht undicht wird. Montagesy­ stem Flach­ dachmontage Bei der Flachdachmontage werden die Module und Kollek­ toren mit einer Metallkonstruktion, Betonsockeln oder befüllbaren Wannen aus Kunststoff­ oder Faserzement schräg über der Dachhaut befestigt. Bei der Befestigung muss die Statik des Flachdaches beachtet werden. Schienensysteme werden entweder im Dach verankert, um der Windkraft entgegenzuwirken, oder durch Betonplatten (bei Metallgestellen) oder Kies (bei Wannen) beschwert, ohne die Dachhaut zu durchdringen. Das Dach muss ausreichend belastbar sein. Montagesy­ stem Indach­ montage bei Flachdächern 40 Für die indachmontage bei Flachdächern werden spezielle Dachbahnen angeboten, bei denen flexible Photovoltaikmo­ dule mit dem Dachmaterial ausgerollt werden können. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 40 24.03.14 21:23 Montagesy­ stem Gebäu­ defassade Solaranlagen an Gebäudefassaden werden bei der Fassaden­ montage nach ihrer Funktion unterschieden. Sie können nachträglich vor die Fassade gesetzt werden und dienen dann der energieproduktion, der Fassadengestaltung und dem Witterungsschutz. Dafür stehen Schienen­ und Klam­ mermontagesysteme bereit. Werden die Solarmodule oder ­kollektoren direkt in die Fassade integriert, übernehmen sie zusätzlich die Funktion der Gebäudehülle. Motorstarter Der Motorstarter schaltet und reversiert 3­phasige Dreh­ strom­Asynchronmotoren und übernimmt den Motorschutz. Die Solarmodule können somit bei Tracking­Systemen ein­ oder zweiachsig optimal der Sonne ausgerichtet werden. MPP – Maxi­ mum Power Point Punkt, an dem die Solarstromanlage die höchste Leistung bringt. MPP­Tracker einrichtung, die es ermöglicht, die Solarstromanlage immer am Punkt der höchsten Leistung zu betreiben. Von Einstrahlung und Temperatur abhängiger Punkt der Modulkennlinie, in dem der Solargenerator die maximale Leistung erzeugt. Die maximale Leistung (Maximum Power Point, MPP) ergibt sich aus dem Produkt der Solarzellenspannung UMPP, multipliziert mit dem Solarzellenstrom IMPP, und hat die Einheit Watt peak (Wp = Spitzenleistung). Ihre Größe wird maßgeblich vom Solarzellenstrom IMPP bestimmt. Der MPP-Tracker ist eine Vorrichtung im Wechselrichter, die den Strom und die Spannung des Photovoltaikgenerators so einstellt, dass dieser in seinem Maximum Power Point betrieben wird. Dadurch erzielt die Solaranlage ihre maximale Leistung. N Nachführung ein­ oder zweiachsige einheiten, die Solaranlagen optimal zur Sonne ausrichten. in der Solarfachsprache wird die nachführung auch oft als Tracking bezeichnet. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 41 Phoenix ConTACT 41 24.03.14 21:23 Nachheizung Verwendung von Solarstrom zum erhitzen von Brauch­ wasser. Um den Eigenverbrauchsanteil von Solaranlagen zu erhöhen, lässt sich der Solarstrom zum Erhitzen von Brauchwasser verwenden. Hierzu werden lediglich ein elektrischer Heizstab im Brauchwasserspeicher sowie eine zugehörige Steuerung benötigt. Dieses Vorgehen ist dann empfehlenswert, wenn für die konventionelle Brauchwasserbereitung teurer Netzstrom oder fossile Energieträger verwendet werden. Eine höhere Investition, jedoch auch eine wesentlich effektivere und leistungsfähigere Lösung stellt die Brauchwassererwärmung mittels solarstrombetriebener Wärmepumpe dar. Derartige Systeme werden als Komplettpakete von verschiedenen Herstellern angeboten. Neigungs­ winkel neigung von Solaranlagen auf Gestellen oder Dächern. Nennleistung Vom hersteller ausgewiesene höchstleistung einer Solar­ stromanlage. Der Neigungswinkel, mit dem die Dachkomponenten einer Solaranlage installiert sind, spielt eine wesentliche Rolle für den Ertrag. Durch den jahreszeitlich bedingten Lauf der Sonne ergibt sich für den Sommer ein flacherer und im Winter ein steilerer Neigungswinkel. Grundsätzlich ist ein möglichst senkrechtes Auftreffen der Sonneneinstrahlung auf die Module oder Kollektoren am günstigsten. Im Jahresmittel ergibt sich für thermische Solaranlagen ein optimaler Neigungswinkel von 45°, für Photovoltaikanlagen von 30°. Bei solarthermischen Anlagen ist zu beachten, ob sie der reinen Brauchwassererwärmung dienen oder auch der Heizungsunterstützung. Bei einer Anlage zur Heizungsunterstützung wird die meiste Energie im Winter benötigt. Deshalb ist gegebenenfalls ein steilerer Aufstellwinkel von 50° oder 60° zu wählen. Siehe kWp 42 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 42 24.03.14 21:23 Netz Verbund aller Stromleitungen, die der öffentlichen Stromver­ sorgung dienen. Öffentliches Stromnetz, Verbundnetz: Im Stromnetz sind alle Kraftwerke und Verbraucher miteinander verbunden (vernetzt). Es gibt das Niederspannungsnetz mit 230 oder 400 Volt, an das in der Regel die privaten Haushalte angeschlossen sind. Daneben gibt es das Mittelspannungsnetz (10 bis 30 kV), das Hochspannungsnetz (50 bis 150 kV) und das Höchstspannungsnetz (220 oder 380 kV). Wird Strom in zentralen Kraftwerken erzeugt, hat er eine Spannung von z. B. 110 kV. Dieser wird über Freilandleitungen zu Umspannwerken geführt, wo er auf Mittelspannung gebracht wird. Der auf Mittelspannung transformierte Strom wird über Freileitungen zu Trafostationen transportiert, wo er auf Niederspannung transformiert wird. Einzelne Trafostationen versorgen z. B. einen Betrieb oder ein Stadtviertel. Die Niederspannungskabel verlaufen in der Regel unterirdisch. Eine hohe Spannung hat den Vorteil, dass viel Leistung übertragen werden kann. Photovoltaikanlagen speisen den Strom in das Niederspannungsnetz ein. Die Wechselrichter formen den von der Solaranlage produzierten Gleichstrom in Wechselstrom um. Sie besitzen eine Abschalteinrichtung, sollte die Spannung über den gültigen Werten liegen, was praktisch fast nie vorkommt. (Nach IEC-Norm 60038 beträgt die obere Spannungsgrenze 230 Volt plus 6 %.) Netzan­ schlusspunkt Anschlussstelle der Solarstromanlage an das öffentliche Stromnetz. Die Anschlussstelle der Photovoltaikanlage an die Elektroinstallation des Hauses bzw. das öffentliche Netz. Netzbe­ treiber Bereitsteller von Versorgungsleitungen zur Durchleitung von Strom. Gemäß dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz sind die Netzbetreiber des öffentlichen Stromnetzes verpflichtet, den Strom aus Photovoltaikanlagen komplett abzunehmen. Die Netzbetreiber sind in der Regel die großen Energieversorgungsunternehmen aus der Zeit vor der Liberalisierung des Strommarktes. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 43 Phoenix ConTACT 43 24.03.14 21:23 Netzein­ speisung Privat erzeugter Strom wird meist dem öffentlichen Strom­ netz zugeführt. Der erzeugte Gleichstrom einer Photovoltaikanlage mit Netzanschluss wird über einen Wechselrichter in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Netz eingespeist. Dieser wird entsprechend vergütet (Siehe EEG). Der Strom von Photovoltaikanlagen kann je nach Leistung einphasig oder dreiphasig eingespeist werden. Nicht netzgekoppelte Anlagen heißen Inselanlagen. Netzfrequenz Frequenz der netzspannung im elektrischen Wechselspan­ nungs­Übertragungsnetz. Die Netzfrequenz ist ein spezifischer Kennwert von Wechselspannungsnetzen. Sie ist landesspezifisch und liegt typischerweise bei 50 Hz (z. B. europäisches Verbundnetz) oder 60 Hz (z. B. USA). Die Netzfrequenz schwankt bei unterschiedlichen Lastsituationen innerhalb des Verteilnetzes. Sie wird als Regelparameter zur Netzstabilisierung verwendet. Netzgekop­ pelte Anlage Solarstromanlage, die an das öffentliche Stromnetz ange­ schlossen ist und nicht ausschließlich der privaten Stromver­ sorgung dient. Eine Photovoltaikanlage, die den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeist, ist netzgekoppelt. Im Gegensatz zur Inselanlage benötigt dieses System keine Speicherbatterien (Akkumulatoren). Der erzeugte Gleichstrom einer Photovoltaikanlage mit Netzanschluss wird über einen Wechselrichter in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Netz eingespeist, wobei dieser entsprechend der lokalen Einspeisegesetze vergütet wird. Der für den Haushalt benötigte Strom wird weiterhin von einem Energieversorgungsunternehmen (EVU) bezogen. Das EVU muss nicht identisch mit dem Betreiber des öffentlichen Stromnetzes sein, das die Einspeisevergütung für den Solarstrom bezahlt. Das heißt, dass z. B. auch Strom aus erneuerbaren Energien (Grüner Strom) von einem alternativen Anbieter eingekauft werden kann. 44 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 44 24.03.14 21:23 Netz­ spannung elektrische Spannung im niederspannungsnetz, also in der untersten ebene des Verteilnetzes. Die Spannung im Niederspannungsnetz ist landesspezifisch. In Deutschland beträgt sie beispielsweise 230 Volt bzw. 400 Volt im einphasigen bzw. dreiphasigen Betrieb, in den USA 120 Volt bzw. 208 Volt. Neben der Netzspannung ist auch die Netzfrequenz (Siehe Netzfrequenz) ein wichtiger Kennwert des Übertragungsnetzes. Nutzenergie Die nutzenergie ist die energie, die dem Verbraucher direkt zur Verfügung steht. Energie, die von Nutzern in Form von Wärme, mechanischer Energie oder Licht verwendet wird. Die Vorstufen sind z. B. Heizöl oder Holzpellets, die in Wärme umgewandelt werden. O Öffentliches Netz Stromnetz, von dem die Öffentlichkeit Strom bezieht. Siehe Netz P Paneel Siehe Solarmodul Parabol­ rinnenkraft­ werk Solarwärmeanlage, die der Dampferzeugung in großem Maß­ stab dient. in einem zweiten Schritt wird der Dampf durch Turbinen in Strom umgewandelt. Parabolrinnenkraftwerke sind Solaranlagen, die über die solare Erwärmung von Wasser Dampf erzeugen, mit dem dann Turbinen angetrieben werden und Strom erzeugt wird. Diese Verfahren werden in wärmeren Regionen, z. B. in Südeuropa, USA und Afrika eingesetzt. Sie sparen im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken fossile Energien ein. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 45 Phoenix ConTACT 45 24.03.14 21:23 Parallelschal­ tung einzelne Solarmodule werden miteinander zu einer Photo­ voltaikanlage verbunden. Durch Reihen­ und Parallelschal­ tung mehrerer Module können Anlagen unterschiedlichster Leistung errichtet werden. Einzelne Solarzellen werden zu einem Modul zusammengeschaltet. Dieses kann entweder durch Reihen- oder durch Parallelschaltung geschehen. Die Parallelschaltung erhöht die Stromstärke bei gleichbleibender Spannung der Einzelzelle. Bei der Reihenschaltung ist es umgekehrt, hier wird durch die Zusammenschaltung die Spannung erhöht, die Stromstärke bleibt etwa gleich. Die Reihenschaltung ist bei Solarmodulen üblich. Peakleistung Leistung einer Solarstromanlage bei optimalen Gegeben­ heiten (Spitzenleistung). Angabe der Maximal- oder auch Nennleistung eines Solarmoduls unter Standardtestbedingungen (STC). Hierbei wird die Leistung des Solarmoduls bei senkrechtem Einfall der Solarstrahlung auf das Modul pro m² Fläche gemessen. Die Sonneneinstrahlung entspricht dabei der eines Sommertages. Performance Ratio (PR) 46 Verhältnis von ist­ und Sollertrag. Kennwert, mit dem Photovoltaikanlagen an unterschiedlichen Standorten miteinander verglichen werden können. Leistungsstarke Anlagen haben eine PR von 0,7 bis 0,85. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 46 24.03.14 21:23 Photovoltaik (PV) Technik zur nutzung von Sonnenstrahlung zur Strom­ erzeugung. In der Photovoltaik wird das Sonnenlicht mit Hilfe von Solarzellen in elektrischen Strom umgewandelt. Dieser wird in den meisten Fällen in das öffentliche Stromnetz eingespeist und dort nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet. Ist kein Anschluss an das öffentliche Stromnetz vorhanden, wird der Solarstrom in einem Akkumulator gespeichert und von dort für den Verbrauch entnommen (Inselanlage). Da die Solarzellen Gleichstrom produzieren, muss dieser vor der Einspeisung oder der Nutzung in Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Funktion übernimmt der Wechselrichter. Soll der Gleichstrom direkt genutzt werden, müssen die Verbrauchsgeräte dementsprechend ausgelegt sein. Gleichstromgeräte sind bisher nur im Campingbereich verbreitet. Der Einsatz von Inselsytemen lohnt z. B. in abgelegenen Gebieten, in denen ein Stromanschluss kostenintensiver wäre als der Bau einer Photovoltaikanlage. Photovoltaik­ modul Bauteil einer Solarstromanlage. Siehe Solarmodul Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 47 Phoenix ConTACT 47 24.03.14 21:23 Photovoltaik­ anlage eine Photovoltaikanlage, auch PV­Anlage (bzw. PVA) oder Solarstromanlage genannt, ist ein Kraftwerk, in dem mittels Solarzellen ein Teil der Sonnenstrahlung in elektrische ener­ gie umgewandelt wird. Die Solarzellen im Solargenerator erzeugen auf direktem Weg elektrische Energie aus dem auftreffenden Licht. Es handelt sich dabei um Gleichstrom. Dieser wird in netzüblichen Wechselstrom umgewandelt, damit die Energie im Haus direkt verwendet oder in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. Diese Aufgabe übernimmt das Netzeinspeisegerät (NEG), auch Wechselrichter genannt. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, den Gleichstrom direkt zu nutzen. Allerdings gibt es auf dem Markt, außer im Campingbereich, kaum Verbrauchsgeräte mit einem Gleichstromanschluss. In netzgekoppelten Anlagen wird der Solarstrom nicht gespeichert, sondern sofort verbraucht, entweder im eigenen Haushalt, beim Nachbarn oder bei einem anderen Verbraucher im Stromnetz. Bei Inselanlagen wird der Strom in Akkumulatoren gespeichert. Siehe Aufbau einer Solaranlage Polykristallin Kristalliner Festkörper, der aus vielen kleinen Kristallen besteht. Siehe Silizium Primär­ energie 48 energie, die natürlich vorkommt, z. B. Wind oder erdöl. Die von der Natur ursprünglich angebotene Energie in Form von Erdöl, Kohle, Erdgas oder Strahlung der Sonne. Teilweise lassen sich Primärenergieträger direkt beim Endverbraucher einsetzen. Zum überwiegenden Teil werden die Primärenergien jedoch zunächst in Sekundärenergien umgewandelt. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 48 24.03.14 21:23 Prozess­ wärme Wärme, die in einem technischen Prozess (z. B. in Braue­ reien, chemischen Betrieben) verwendet wird. Die Erzeugung erfolgt klassisch über fossile Brennstoffe. Aus Umwelt- und Kostengründen wird in diesem Bereich zunehmend der Einsatz von Solarthermie oder der Einsatz von Photovoltaikstrom geprüft. Siehe Nachheizung Puffer­ speicher Wasserbehälter mit einer guten Wärmespeicherfähigkeit in einer heizungsanlage oder solarthermischen Anlage. Photovoltaik­ stecker Steckverbinder für die Verdrahtung von Photovoltaik­ systemen. Der Begriff Photovoltaikstecker wird häufig im Zusammenhang mit der Gleichspannungsverdrahtung von Solaranlagen verwendet. Hier wird sowohl am Wechselrichter als auch in der Feldverdrahtung üblicherweise mit Steckverbindern gearbeitet, während bei der wechselspannungsseitigen Verdrahtung eher klemmenbasierte Lösungen angetroffen werden. Auch hier ist jedoch ein Trend zu steckbaren Anschlusstechniken erkennbar. Grundsätzlich ist bei Steckverbindern zu beachten, dass normativ nur Komponenten desselben Herstellers miteinander kombiniert werden dürfen. In einer zunehmenden Anzahl von Märkten (z. B. Frankreich, Australien) ist diese Vorgabe mittlerweile bindende Voraussetzung für Förderungen/Vergütungen und Netzeinspeisung. Hintergrund ist, dass Steckverbinderkombinationen unterschiedlicher Hersteller, wenn auch fälschlich als „kompatibel“ ausgewiesen, zu einer der häufigsten Ausfall- und Schadensursachen in Solarsystemen gehören. Pyranometer Messgerät zur Messung der Sonneneinstrahlung. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 49 Phoenix ConTACT 49 24.03.14 21:23 R Reflexion „Zurückwerfen“ von Strahlung. Die Sonneneinstrahlung, die von einer Oberfläche zurückgeworfen (reflektiert) wird. Die Reflexion der Erdoberfläche wird als Albedo bezeichnet und beträgt 20 %. Regelung Kontinuierliche nachführung messbarer Größen eines tech­ nischen Prozesses auf angestrebte Soll­Werte unter kontinu­ ierlicher erfassung und Berücksichtigung der vorhandenen ist­Werte mit dem Ziel, einen stabilen Zustand mit einer minimalen Soll­ist­Differenz zu erreichen. Regenerative Energien Bezeichnet energie aus Quellen, die sich entweder kurz­ fristig von selbst erneuert oder deren nutzung nicht zur erschöpfung der Quelle beiträgt. Siehe erneuerbare Energien Reihenschal­ tung einzelne Solarmodule werden miteinander zu einer Photo­ voltaikanlage verbunden. Durch Reihen­ und Parallelschal­ tung mehrerer Module können Anlagen unterschiedlichster Leistung errichtet werden. Einzelne Solarzellen werden zu einem Solarmodul zusammengeschaltet. Dieses kann entweder durch Reihen- oder Parallelschaltung geschehen. Die Parallelschaltung erhöht die Stromstärke bei gleichbleibender Spannung der Einzelzelle. Bei der Reihenschaltung ist es umgekehrt, hier wird durch die Zusammenschaltung die Spannung erhöht, die Stromstärke bleibt etwa gleich. Die Reihenschaltung ist bei Solarmodulen üblich. Repowering Das ersetzen einer energieerzeugungsanlage durch eine neue wird als Repowering bezeichnet. Für eine Photovoltaikanlagen bedeutet es, dass einzelne defekte Module einer Anlage durch neue funktionsfähige Module ersetzt werden. Vorteil dieser Methode ist, dass nicht die gesamte Anlage erneuert werden muss, sondern nur einzelne Teile ersetzt werden. 50 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 50 24.03.14 21:23 S Schneelast Belastung des liegenden Schnees, beispielsweise auf einer Solaranlage. Siehe Statik Sekundär­ energie Umgewandelte Primärenergie. Silizium Wichtigster halbleiter zur herstellung von Solarzellen. Entsteht durch Umwandlung aus Primärenergie, z. B. Koks, Briketts aus Kohle und Benzin, Dieselkraftstoff oder Heizöl aus Erdöl. Silizium (Si) ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erde. Es wird durch chemische Behandlung aus Quarzsand gewonnen, gereinigt und in der Elektronikindustrie sowie zur Herstellung von Solarzellen verwendet. In der Solartechnik wird ein Großteil der Solarzellen auf Basis von mono- oder polykristallinem Silizium hergestellt. Noch verwendet die Solarindustrie dafür Abfälle aus der Produktion der Elektronikindustrie. Das dort eingesetzte Material ist hoch gereinigt, für die Herstellung von Solarzellen dagegen genügt Silizium mit geringerer Qualität. Um sich von eventuellen Materialknappheiten und den damit verbundenen Preiserhöhungen unabhängig zu machen, arbeitet die Solarindustrie derzeit am Aufbau einer eigenen Siliziumproduktion. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 51 Phoenix ConTACT 51 24.03.14 21:23 Silizium, amorph Silizium, welches keine Kristallstruktur aufweist. Silizium, monokristal­ lines Silizium, das aus einem einzigen Kristall besteht. Solarstrom­ anlagen aus monokristallinem Silizium erkennt man an ihrer schwarzen Farbe. Amorphes Silizium weist keine Kristallstruktur auf. Silan (SiH4) wird als Ausgangsmaterial auf ein geeignetes Trägermaterial (z. B. Glas oder Metallfolien) aufgedampft. Die so entstandene Schicht ist etwa 2 μm dick und somit um den Faktor 100 dünner als kristalline Siliziumzellen. Daher spricht man auch von Dünnschicht-Solarzellen. Bei der Herstellung von amorphen Zellen fallen keine Sägereste wie beim Schneiden von kristallinen Siliziumblöcken an. Dadurch sowie durch einen höheren Automatisierungsgrad in der Produktion sind amorphe Siliziumzellen kostengünstiger herzustellen. Ihr Wirkungsgrad liegt allerdings nur bei 6 % bis 8 % und damit etwa bei der Hälfte des Wirkungsgrades kristalliner Solarzellen. Andererseits nutzen amorphe Solarzellen den diffusen Lichtanteil effektiver und ihre Energieausbeute ist auch bei steigenden Zelltemperaturen besser. Monokristallines (einkristallines) Silizium wird in einem relativ aufwändigen Verfahren in runden Stangen aus der Siliziumschmelze gezogen. Die Stangen werden in quadratische oder semiquadratische Form gebracht oder rund belassen. Anschließend werden sie in dünne Scheiben (Wafer) von etwa 250 bis 350 μm Dicke zersägt. Solarzellen aus monokristallinem Silizium weisen mit 15 % bis 18 % den höchsten Wirkungsgrad auf. Ihre Produktion ist allerdings aufgrund hoher Materialverluste und relativ aufwändiger Prozesse teuer. Sofern sie nicht entspiegelt sind, erkennt man monokristalline Siliziumzellen an ihrer schwarzen Farbe. 52 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 52 24.03.14 21:23 Silizium, polykristal­ lines Silizium, das aus mehreren Kristallen besteht. Man erkennt es an der blauen, strukturierten Farbe. Simulations­ programm Mithilfe eines Simulationsprogrammes lassen sich die voraus­ sichtlichen erträge von Solaranlagen berechnen. Poly- bzw. multikristallines Silizium wird in Blöcke gegossen, die bereits eine quadratische Form aufweisen. Die erkalteten Blöcke werden in Stangen und dann in etwa 250 bis 350 μm dünne Scheiben (Wafer) zersägt. Polykristallines Silizium ist etwas gröber als mono- bzw. einkristallines. Es weist deutlichere Kristallkorngrenzen auf, die als charakteristisches Merkmal zu erkennen sind. Ebenso sind Solarzellen aus polykristallinem Silizium nach ihrer Entspiegelung an der Blaufärbung zu erkennen. Die Zellen haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Zellen (ca. 13 % bis 16 %). Ihre Herstellung ist daher preiswerter als die monokristalliner Zellen. Solaranlagen werden heute häufig mit Hilfe von Simulationsprogrammen ausgelegt. Diese Computerprogramme geben Auskunft über die Größe der Anlage und der einzelnen Komponenten, zu erreichende Erträge und die Wirtschaftlichkeit. Auch der Einfluss von Ertragseinbußen durch eine zeitlich begrenzte Verschattung der Dachkomponenten kann errechnet werden. Die meisten Hersteller von Solaranlagenkomponenten haben ein Computerprogramm in ihrem Sortiment, das die Leistungsdaten ihrer Produkte enthält. Es gibt auch Hersteller unabhängiger Programme. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 53 Phoenix ConTACT 53 24.03.14 21:23 Solar­ Roof­ Systeme Solaranlagen, die die Dachhaut vollständig ersetzen. Solarsysteme, bestehend aus Kollektoren und/oder Photovoltaikmodulen, die die Dachhaut vollständig ersetzen. Das erspart zusätzliche Kosten für die Dacheindeckung und ist optisch ansprechend. Es gibt viele architektonische Möglichkeiten, Solardächer zu gestalten. Bei der Montage lichtdurchlässiger Module gibt es z. B. einen Zugewinn an Licht und es können auch Kosten für Beleuchtung eingespart werden. Siehe BIPV Solaranlage, Aufbau Siehe Aufbau einer Solaranlage Solaranlagen Wandeln Sonnenlicht in nutzbare energie (Wärme und elektrische energie/Strom) um. Wandeln Sonnenlicht in nutzbare Energie um und leisten damit einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz. Mit Solaranlagen kann Strom und Wärme erzeugt werden. Photovoltaikanlagen bestehen aus Solarmodulen, die Gleichstrom erzeugen. Ein Wechselrichter wandelt diesen in netzkonformen Wechselstrom um, der über ein Netzeinspeisegerät (NEG) ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Sogenannte Inselanlagen speichern den erzeugten Solarstrom in Akkumulatoren. Thermische Solaranlagen wandeln die Sonnenenergie im Kollektor in Wärme um, die von der Solarflüssigkeit im Kreislauf zum Wärmetauscher transportiert wird. Dort wird das Brauchwasser erwärmt und entweder bis zum Verbrauch im Solarspeicher gespeichert oder im Durchflusssystem direkt den Verbrauchern zugeführt. Solararchi­ tektur 54 Bauart, bei der die Sonnenenergie optimal ausgenutzt wird. Berücksichtigt bei Neubau und Umbau von Gebäuden den Einsatz der aktiven und passiven Nutzung von Solarenergie. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 54 24.03.14 21:23 Solarbetrie­ bene Pumpe Pumpe, die mit Solarstrom betrieben wird. Solardach­ ziegel Dachziegel, in die Solarstromzellen integriert sind. Gleichstrompumpe, die ihren Strom von einem Solarmodul bezieht, z. B. Teichpumpen oder auch Umwälzpumpen in einer Solaranlage. Solardachziegel sind eine optisch attraktive Lösung, um eine Solaranlage auf dem Dach zu installieren. Solardachziegel gibt es in unterschiedlichen Ausführungen für Solarstromanlagen (Photovoltaik) und Solarwärmeanlagen (Solarthermie). Bei Photovoltaikanlagen können Solarmodule in speziell geformte Ziegel eingefügt werden. Dabei werden die Solarmodule ohne weitere Montagesysteme in den Dachziegeln befestigt und über spezielle Steckverbindungen wetterfest miteinander verbunden. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die Anlage dann problemlos erweitert werden. Eine weitere Möglichkeit – auch für Solarthermieanlagen – sind speziell gefertigte Dacheindeckungen mit integrierten Solarkollektoren oder -modulen, die sich in herkömmliche Dächer optisch und technisch einfügen. Inzwischen haben mehrere Ziegelhersteller solche Produkte im Angebot. Der Vorteil dieser Montageart ist die einfache Handhabung. Der Preis liegt jedoch über dem von herkömmlichen Anlagen. Solardachziegel werden zurzeit bevorzugt in denkmalgeschützten Gebäuden eingesetzt. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 55 Phoenix ConTACT 55 24.03.14 21:23 Solare Kühlung nutzung der Sonnenenergie zur Kühlung. Solarenergie­ nutzung, aktive nutzung der Solarenergie durch Solaranlagen. Solarenergie­ nutzung, passive nutzung der Solarenergie durch erwärmung der Außen­ wand eines Gebäudes und der dadurch resultierenden erwärmung des hauses. Üblicherweise wird die solarthermische Technik in Form von Kollektoren für die Erzeugung von Nutzwärme (Brauch- und Heizungswasser und Prozesswärme) eingesetzt. Da weltweit gesehen die Energiemenge, die für das Kühlen (z. B. von Räumen) benötigt wird, höher ist als die Energiemenge, die zum Heizen und Erwärmen von Wasser benötigt wird, bietet sich die Kälteerzeugung mittels Solarkollektoren an. Der Kühlbedarf von Räumen in warmen Klimazonen ist außerdem zeitlich deckungsgleich mit dem Strahlungsangebot der Sonne, sodass es naheliegt, die Sonne für die Kälteerzeugung zu nutzen. Bisher werden Kälteanlagen in der Regel elektrisch betrieben. Solare Kühlungsanlagen sind umweltfreundlich und können herkömmliche Klimaanlagen ergänzen oder komplett ersetzen. Einziger bisheriger Nachteil ist: Die Anlagentechnik der solaren Klimatisierung ist bisher teurer ist als die herkömmliche. Im Betrieb sind solare Kühlungsanlagen dann preiswerter, da die Sonnenenergie kostenlos zur Verfügung steht. Nutzung von Photovoltaikanlagen zur Stromgewinnung und von thermischen Anlagen zur Erwärmung von Brauch- und Heizwasser. Die Funktion eines Gewächshauses, das Trocknen von Wäsche im Freien, der Bau eines Hauses mit offener Süd- und geschlossener Nordfassade: Dies sind Beispiele für passive. Solarenergienutzung. 56 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 56 24.03.14 21:23 solarer Deckungs­ grad Anteil der Solarenergie an der insgesamt benötigten energie. Der solare Deckungsgrad gibt an, wie viel Prozent der zur Brauchwassererwärmung erforderlichen Energie durch die Solaranlage im Jahresmittel gedeckt werden kann. Er entspricht dem Verhältnis des jährlichen solaren Wärmeertrages zum Gesamtenergiebedarf (solarer Wärmeertrag und Nachheizungswärmemenge) für die Brauchwassererwärmung (und evtl. Heizungsunterstützung). Wirtschaftlich sinnvoll ist ein Kompromiss zwischen solarer Verbrauchsdeckung (100-prozentige Versorgung über die Solaranlage) und den Anlagenkosten. Bei den derzeitigen Anlagenkosten und Energiepreisen sollten Solaranlagen für Einfamilienhäuser mit einem solaren Deckungsgrad von ca. 50 % bis 60 % für die Brauchwassererwärmung ausgelegt werden. Solarer Ener­ giegewinn energie, welche durch Solarenergie gewonnen wurde. Solares Bauen integration von Solartechnik beim hausbau. Der solare Energiegewinn oder Solarertrag ist die Energie, die im Solarspeicher von der Solarflüssigkeit an das Brauchwasser abgegeben wird. Im solaren Hausbau bieten sich enorme Energieeinsparpotenziale. Durch die passive Nutzung der Sonnenenergie (Fensterfront nach Süden u. a.) und eine gute Wärmedämmung können bis zu 90 % der Heizkosten eingespart werden, die restliche Wärme liefern Sonnenkollektoren oder eine Nachheizung. Kollektoren und Photovoltaikanlagen können auf bestehenden Gebäuden aufgebaut oder in die Planung neuer Gebäude integriert werden. Niedrig- oder Nullenergiehäuser kombinieren Wärmedämmung, bedarfsorientierte Lüftung und intelligente Solarsysteme und sind möglichst nach Süden ausgerichtet. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 57 Phoenix ConTACT 57 24.03.14 21:23 Solares Heizen Wärmeerzeugung durch Solarenergie. Solar Home Systems (SHS) Solarstromanlagen, die durch zusätzliche technische Maß­ nahmen wie auf einen möglichst hohen eigenverbrauch des erzeugten Stromes optimiert sind. hierzu werden in Zeiten hoher Stromerträge gezielt Verbraucher zugeschaltet oder der Strom gespeichert. Solar­ kollektor Bauteil einer Solarwärmeanlage, welcher die Sonnenstrahlen sammelt (lat. colligere = sammeln). Mit solarem Heizen ist zunächst das Erwärmen des Wassers im Pufferspeicher gemeint, wobei das Wasser direkt über Solarkollektoren erwärmt wird (direkte Heizung). Im Photovoltaikbereich geht der über die Solarmodule erzeugte Strom durch einen Wechselrichter in das private Netz und kann hier durch einen Heizstab genutzt werden, um das Wasser in einem Pufferspeicher zu erhitzen (indirekte Heizung). Siehe Kollektor Solar­ konstante Maß für die Sonnenbestrahlungsstärke. Beschreibt die Bestrahlungsstärke der Solarstrahlung auf eine senkrecht zur Strahlung stehende Fläche außerhalb der Erdatmosphäre. Da sie abhängig vom Abstand zwischen Sonne und Erde ist und dieser durch die elliptische Bewegung variiert, bildet die Solarkonstante einen einen jährlichen Mittelwert von 1.367 W/m². Die Intensität auf der Erde wird in der Erdatmosphäre aufgrund von Reflexion, Absorption und Streuung durch Teilchen und Wolken verringert. Bei klarem Wetter beträgt sie in unseren Breiten max. 1.000 W/m². Solarmobil Fahrzeug, das durch Solarstrom angetrieben wird. Ein mit Solarstrom betriebenes Fahrzeug, z. B. Solarauto, Solarroller oder Solarboot. 58 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 58 24.03.14 21:23 Solarmodul Bauteil einer Solarstromanlage. Da einzelne Solarzellen nur eine geringe Leistung (ca. 1,5 W) abgeben, werden sie zu einem Solarmodul verschaltet. Dieses enthält eine Glasabdeckung und in den meisten Fällen einen Aluminiumrahmen, der der Stabilität und der Befestigung dient. Die Abdeckung an der Oberseite lässt das Licht durch und schützt die Solarzellen gleichzeitig vor Wind und Wetter. In dieser Form wird es auf dem Dach oder der Fassade befestigt. Eine einzelne Solarzelle ist ca. 12,5 x 12,5 cm groß, Module gibt es in unterschiedlichen Größen. Ein Modul kann je nach Anzahl der Zellen eine Leistung zwischen 50 und 300 Watt haben. Es gibt Solarmodule auf Siliziumbasis, polykristalline mit einer glitzernden Kristallstruktur und monokristalline mit einer einheitlichen Zelloberfläche. Dünnschichtmodule sind nicht aus Zellen aufgebaut, sondern entstehen dadurch, dass photoaktives Halbleitermaterial auf eine Trägerschicht (z. B. Glas oder Kupferbahnen) aufgedampft wird. Der geringe Material- und Energieverbrauch bei der Herstellung sowie der mögliche hohe Automatisierungsgrad bieten beträchtliche Einsparpotenziale gegenüber der kristallinen Siliziumtechnologie. Das Trägermaterial für Dünnschichtzellen kann theoretisch beliebig zugeschnitten werden. So können Maßanfertigungen in der Größe noch freier variiert werden. Insgesamt haben Dünnschichtmodule jedoch einen geringeren Wirkungsgrad und benötigen für die gleiche Leistung mehr Platz. Die maximalen Zellwirkungsgrade von monokristallinen Zellen betragen 18 %, die maximalen Zellwirkungsgrade von polykristallinen Zellen 15 %. Dünnschichtzellen erreichen Zellwirkungsgrade bis zu 14 %. Die Solarmodule werden mit unterschiedlichen Systemen auf dem Dach oder an der Fassade befestigt. Solarpaneel Auch Solarmodul, Bauteil einer Solarstromanlage. Von engl. panel = Solarmodul. Mehrere Solarpaneelen ergeben zusammen die Photovoltaikanlage oder den Generator. Solarpark Als Solarpark wird eine größere Anzahl von Solarmodulen bezeichnet, die auf dem freien Feld montiert sind und zu einzelnen Strings zusammengefasst werden. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 59 Phoenix ConTACT 59 24.03.14 21:23 Solarregler Regelung der Größen in einer thermischen Solaranlage, typi­ scherweise mit dem Ziel der maximalen Wärmeausbeute. Solar­ speicher, thermisch Gedämmtes Speichergefäß für solarerwärmte Flüssigkeit (thermisch) oder Photovoltaikanlage mit z. B. einem Lithium­Batteriesystem kombiniert (elektrisch). Stromspeicher dienen hauptsächlich zur Speicherung von bereits erzeugtem Strom, um diesen zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Die Speicherung des über das Solarmodul erzeugten Stroms erfolgt zum Beispiel in einer Lithium-Ionen-Batterie. Solar­ strahlung Die von der Sonne ausgesandte Strahlung. Solarstrah­ lungsangebot Die zur Verfügung stehende Sonnenstrahlung. Siehe Solarstrahlungsangebot Die Menge der eingestrahlten Sonnenenergie auf die Kollektoroder Modulfläche hängt sehr stark vom Neigungswinkel und der Orientierung der Empfangsfläche ab. Wenn die Sonnenstrahlen senkrecht auf die Fläche treffen, ist die Strahlungsintensität am höchsten. Daher sollten Solarkollektoren nach Süden orientiert und so geneigt sein, dass die Sonnenstrahlen möglichst häufig senkrecht auf die Kollektorfläche treffen. Bei einer Bestrahlungsstärke von 1.000 W/m² (klarer sonniger Tag) über den Zeitraum von einer Stunde ergibt sich dann die eingestrahlte Sonnenenergie von 1.000 Wattstunden (Wh). Die Menge der eingestrahlten Sonnenenergie (Globalstrahlung) auf eine horizontale Fläche beträgt je Quadratmeter und Tag in Deutschland im Mittel etwa 2.800 Wh. Im Juli können Werte von rund 5.000 Wh/m² je Tag erreicht werden, im Dezember oft nur 500 Wh/m² Tag. Über das Jahr treffen auf einen Quadratmeter etwa 1.000 kWh Solarenergie. Regional variiert die Menge der eingestrahlten Sonnennergie. So liegen die Werte beispielsweise südlich von Freiburg im Jahr bei 1.150 bis 1.200 kWh/m² und in Hamburg bei 900 bis 950 kWh/m². Einige Regionen um den Äquator erreichen Werte von 2.300 kWh/m² pro Jahr. 60 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 60 24.03.14 21:23 Solarstrom elektrische energie, die durch Umwandlung von Sonnen­ energie erzeugt wird. Durch Sonneneinstrahlung in den Solarzellen erzeugter Gleichstrom. Dieser wird im Wechselrichter zu Wechselstrom umgewandelt. Solarthermie Wärme, die durch die Umwandlung von Sonnenenergie erzeugt wird. Unter Solarthermie versteht man die Nutzung von Sonnenlicht zur Erwärmung von Wasser oder zur Heizungsunterstützung. Mit Hilfe von Solarkollektoren wird Wasser durch die Umwandlung von Sonnenenergie erwärmt. Das Wort setzt sich zusammen aus „Solar“= Sonne und „Thermie“= Wärme. Solarthermische Anlagen in einem Wohngebäude erwärmen Brauchwasser für Dusche, Abwasch etc. Auch die Waschmaschine und der Geschirrspüler können über ein Zusatzgerät direkt mit dem Warmwasser der Solaranlage gespeist werden. So kann Strom eingespart werden, der sonst zur Erwärmung des Wassers benötigt wird. Solaranlagen zur Heizungsunterstützung produzieren durch eine Erhöhung der Kollektorfläche auf dem Dach eine größere Menge an Warmwasser als Anlagen zur Brauchwassererwärmung. Mit diesen Anlagen kann dann in den Übergangsmonaten (Frühjahr und Herbst) zusätzlich die Heizung unterstützt und somit Heizenergie eingespart werden. Weitere Möglichkeiten der Sonnenenergienutzung: Die passive Solarenergienutzung gewinnt ihren Energieertrag zum Beispiel aus der Wärmedämmung oder der nach Süden ausgerichteten Bauweise eines Hauses. Auch das Trocknen von Wäsche in der Sonne ist eine passive Nutzung der Sonnenenergie. Bei der Photovoltaik wird das Sonnenlicht mit Hilfe von Solarmodulen zur Stromerzeugung genutzt. Solarzelle Die Solarzelle ist ein elektrisches Bauelement, welches Sonnenlicht direkt in elektrische energie umwandelt. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 61 Phoenix ConTACT 61 24.03.14 21:23 Solarzelle, amorph Silizium, welches keine Kristallstruktur aufweist. Solarzelle, monokristal­ lin Silizium, welches aus einem einzigen Kristall besteht. Solar­ stromanlagen aus monokristallinem Silizium erkennt man anhand ihrer schwarzen Farbe. Die rötlichbraunen bis schwarzen amorphen Solarzellen werden durch Aufdampfen von gasförmigem Silan hergestellt. Daher besitzen sie keine kristalline Struktur wie mono- oder multikristalline Zellen, sondern eine ungeordnete. Ihr Wirkungsgrad ist geringer als der kristalliner Zellen, jedoch können sie diffuses Licht besser nutzen. Amorphe Solarzellen werden häufig im Freizeitbereich eingesetzt. Bei monokristallinen Solarzellen ist das Material (Silizium) auf atomarer Ebene in einem absolut regelmäßigen Kristall angeordnet. Monokristalline Solarzellen werden häufig für netzgekoppelte Solaranlagen genutzt, ihr Wirkungsgrad ist höher als der von polykristallinen Solarzellen, der Preis jedoch auch. Solarzelle, polykristallin Silizium, das aus mehreren Kristallen besteht. Man erkennt es an der blauen, strukturierten Farbe. Auch multikristallin. Das Material (Silizium) bildet bei der Herstellung viele einzelne Kristalle, erkennbar an der eisblumenartigen Struktur auf der Oberfläche. Multi- oder polykristalline Solarzellen werden ebenfalls häufig bei netzgekoppelten Solaranlagen eingesetzt, ihr Wirkungsgrad ist geringer als der von monokristallinen Solarzellen. Sollwerte Zielwerte in einem technischen Regelprozess. Siehe Regelung/Monitoring Sonne Stern im Zentrum unseres Sonnensystems. Astrophysiker schätzen das Alter der Sonne auf 5 Milliarden Jahre. Bei der Verschmelzung von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen im Inneren der Sonne wird Energie freigesetzt. Diese bei dem Fusionsprozess freigesetzte Energie strahlt als elektromagnetische Strahlung in den Weltraum ab und ein Bruchteil davon erreicht auch die Erde. Die Sonne bietet auf der Erde in einer Viertelstunde mehr Energie an, als die Menschheit im gesamten Jahr verbraucht. 62 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 62 24.03.14 21:23 Sorptions­ speicher Langzeitspeicher für (Wärme­)energie. Spannung Physikalische Größe, die angibt, wie viel Arbeit oder energie nötig ist, um ein objekt mit einer bestimmten elektrischen Ladung innerhalb eines elektrischen Feldes zu bewegen. Von der Firma UFE Solar GmbH zusammen mit dem FraunhoferInstitut für Solare Energiesysteme (ISE) entwickelter Langzeitspeicher, der die Sonnenenergie auf der Basis der Feststoffsorption (Silikagel) vom Sommer bis in den Winter speichert (thermochemisches Verfahren). Inzwischen gibt es weitere Demonstrationsanlagen. Siehe elektrische Spannung, Netzspannung Speicher, elektrisch einrichtung zur Speicherung von elektrischer energie. Spitzen­ leistung Leistung einer Solarstromanlage bei optimalbedingungen. STC (Stan­ dard Test Conditions, Standardtest­ bedingungen) Dient der unabhängigen und gleichen Bewertung von Solar­ strommodulen. Siehe Akkumulator Siehe kWp Unter Standardbedingungen werden die elektrischen Kenndaten eines Solarmoduls gemessen, um die Produkte verschiedener Hersteller miteinander vergleichen zu können. Die Standardtestbedingungen für Solarmodule sind: eine Einstrahlung von 1.000 W/m², eine Solarzelltemperatur von 25 °C und ein Air Mass von 1,5. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 63 Phoenix ConTACT 63 24.03.14 21:23 Statik ein Teilgebiet der Mechanik, das sich mit Kräften in unbe­ wegten Systemen beschäftigt. Statische Eigenschaften von Solarmodulen Solarmodule sind extrem robust und haltbar durch folgende Eigenschaften: • bruchsicher (durch gehärtete Gläser) • haltbar gegen Hagelschlag bis 25 mm Durchmesser • belastbar: statische Belastung der Vorder- und Rückseite mit 2400 Pa und Frontbelastung (z. B. Schnee) mit 5400 Pa Nahezu alle Standardmodule sind gemäß der europäischen Norm IEC 61215 zertifiziert. Maßgefertigte Module können nicht jeweils einzeln die aufwendigen Tests durchlaufen, entsprechen aber in der Regel denselben Anforderungen. Solarmodule können ein sehr unterschiedliches Gewicht haben, dieses Gewicht muss bei der Statik des Daches berücksichtigt werden. Der Befestigung der Gestelle auf Dächern kommt große Bedeutung zu. Die Generatoren bieten dem Wind eine Angriffsfläche und stehen meist auf hohen Gebäuden. Daher müssen z. T. beachtliche Windkräfte berücksichtigt werden. Die Wahl der Befestigung ist von der Statik des Daches abhängig. Ist das Dach zusätzlich belastbar oder nicht? Die Antwort findet sich bei vorhandenen Bauplänen in der Statikberechnung des Gebäudes oder muss bei einem Statiker eingeholt werden. Als Berechnungsgrundlage dienen entsprechende Normen. 64 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 64 24.03.14 21:23 Strahlungs­ arten Die Sonneneinstrahlung oder Solarstrahlung setzt sich aus der direkten und indirekten Strahlung zusammen. Als direkte Strahlung wird der Anteil der Solarstrahlung bezeichnet, der ohne Streuung durch die Erdatmosphäre auf die Erdoberfläche trifft. Dies ist bei klarem Himmel der Fall. Direktes Licht wirft im Vergleich zur diffusen Strahlung Schatten. Die direkte Strahlung beträgt im Jahresmittel etwa 50 % der Globalstrahlung. Sie kann für die solare Wärmeerzeugung genutzt werden ebenso wie zur solaren Stromerzeugung. Die indirekten Strahlungen sind diffuse Strahlung und Reflexionsstrahlung. Diffuse Strahlung erreicht die Erdoberfläche bei dunstiger Atmosphäre. Das Sonnenlicht wird dabei an Wolken, Dunst oder Nebel zerstreut und trifft nicht geradlinig wie bei der direkten Strahlung auf die Erde. Diffuses Licht ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schatten bei den Lichtverhältnissen nicht scharf begrenzt sind. Indirekte Strahlung beträgt im Jahresmittel etwa 50 % der Globalstrahlung. Die von der Umgebung auf eine Empfangsfläche geworfene direkte und diffuse Sonnenstrahlung wird als reflektierte Solarstrahlung bezeichnet. Die Globalstrahlung ist die Summe aus direkter, diffuser und reflektierter Sonnenstrahlung. Anhand des Schattenwurfs von Gegenständen lässt sich sehr gut der Anteil der direkten Solarstrahlung an der Globalstrahlung erkennen: Auf die beschattete Fläche trifft nur die reflektierte und diffuse Strahlung. Phoenix ConTACT 65 Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 65 24.03.14 21:23 Strahlungs­ intensität Stärke der Strahlung. Die Strahlungsenergie liegt in Deutschland zwischen 900 und 1.200 kWh/m² pro Jahr. Die nutzbare Energie für Solaranlagen ist im bundesweiten Vergleich somit ähnlich hoch. Die Strahlung der Sonne wird auf dem Weg zur Erde durch verschiedene Faktoren in der Intensität gemindert. Bei bewölktem Himmel und Partikeln in der Luft ist die Strahlung in der Regel geringer. Solarmodule wandeln dieses sogenannte diffuse Licht fast ebenso effektiv in elektrischen Strom um wie direkte Sonneneinstrahlung. Bei Solarkollektoren ist dagegen die Wärmegewinnung bei bewölktem Himmel wesentlich geringer als bei direkter Sonneneinstrahlung. Fast alle Solarzellen erzielen um so höhere Wirkungsgrade, je kühler sie sind. Bei direkter Sonneneinstrahlung erzielt die Anlage zwar einen höheren Ertrag, die Ausbeute (Wirkungsgrad) sinkt jedoch, weil die Zellen eine höhere Temperatur haben. String Zusammengeschaltete Solarzellen innerhalb eines Moduls bei Solarstromanlagen. Werden mehrere Solarstrommodule in einer Reihe zu einem Generator zusammengeschaltet, bezeichnet man eine Reihe als String (engl. string = Strang). Strom Die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern, z. B. elek­ tronen. Formelzeichen [I], Einheit [A] Ampere Fließt elektrischer Strom, wird elektrische Energie übertragen. Die Stromstärke beschreibt die fließende Ladung pro Zeiteinheit. Strom wird in zentralen (z. B. Kohlekraftwerken) oder dezentralen Kraftwerken (z. B. Solarstromanlagen) erzeugt und über das öffentliche Stromnetz an die Verbraucher übermittelt. Er kann auch dezentral erzeugt und in Akkus gespeichert werden, wenn kein Stromnetz vorhanden ist (in Deutschland z. B. in Wochenendhäusern). 66 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 66 24.03.14 21:23 Strom­ anbieter Unternehmen, das elektrische energie liefert. Stromgeste­ hungskosten Kosten, die nötig sind, um aus einer anderen energieform Strom zu erzeugen. Die Kosten für die Herstellung von einer Kilowattstunde elektrischen Stroms. Stromnetz Verbund aller Stromleitungen, die der öffentlichen Strom­ versorgung dienen. Siehe Netz Systemwir­ kungsgrad Maß für die effizienz einer Solaranlage. Photovoltaik: Der Gesamt- oder Systemwirkungsgrad einer Photovoltaikanlage setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen. Wird der entstehende Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt, entstehen am Wechselrichter Umwandlungsverluste. Wird bei Inselanlagen der Strom in einem Akkumulator gespeichert, geht hier ebenfalls Energie bei der Speicherung verloren. Auch durch die Länge der Stromleitungen treten Verluste auf. Thermie: Der Systemwirkungsgrad beschreibt den Wirkungsgrad des gesamten Solarsystems (bestehend aus Kollektor, Rohrleitung, Wärmetauscher und Speicher) einschließlich des Weges zu den Verbraucherstellen. Hier werden zusätzlich die Wärmeverluste durch das Rohrleitungssystem (Rohrleitungsverluste) auf dem Weg zu den Verbrauchern hinzugezählt. Der Systemwirkungsgrad gibt an, wie viel der auf den Kollektor eingestrahlten Sonnenenergie den Verbrauchern an den Entnahmestellen als warmes Wasser zur Verfügung steht. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 67 Phoenix ConTACT 67 24.03.14 21:23 T Teillastbe­ reich eine Solaranlage arbeitet im Teillastbereich, wenn die opti­ malbedingungen für den Betrieb nicht erreicht sind. Die Komponenten einer Solarstromanlage arbeiten die meiste Zeit im Teillastbereich, indem sie nur einen Teil der maximalen Leistung (Nennleistung) erzeugen. Nur unter optimalen Einstrahlungs- und Ausrichtungsbedingungen wird die Spitzenleistung (kWp) erreicht. Temperatur­ fühler Sensor zur erfassung der Temperatur. Temperaturfühler dienen der Ermittlung der Ist-Werte einer solarthermischen Anlage. Die Fühler messen die Temperatur der Solarflüssigkeit am Austritt aus dem Kollektorfeld und die Temperatur des Brauchwassers in Höhe des Wärmetauschers. Aus diesen Temperaturen wird die Differenz ermittelt, die zur Regelung der Anlage notwendig ist. Die erfasste Temperaturdifferenz wird mit dem eingestellten Soll-Wert verglichen. Zur Nachheizung wird zusätzlich die Temperatur des Brauchwassers an der Entnahmestelle aus dem Solarspeicher gemessen. Temperatur­ koeffizient Bei Solarmodulen die Änderung von Spannung, Strom und Leistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Üblicherweise werden bei Photovoltaikmodulen die Temperaturkoeffizienten TK(Pmpp), TK(UOC) und TK(ISC) in %/K angegeben. Der Strom von Photovoltaikmodulen verringert sich i. a. bei zunehmender Temperatur, während die Spannung ansteigt. Die Leistung von Photovoltaikmodulen ist proportional zum Produkt aus Strom und Spannung. Der Temperaturkoeffizient des Stromes wiegt meistens schwerer als der der Spannung, sodass die Leistung von Solarmodulen mit zunehmender Temperatur üblicherweise abnimmt. 68 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 68 24.03.14 21:23 Thermische Solaranlage Solaranlage zur Wärmeerzeugung. Tracking ein­ oder zweiachsige einheiten, die Solaranlagen optimal zur Sonne ausrichten. Der Kollektor sammelt das Sonnenlicht ein und erwärmt die Wärmeträgerflüssigkeit im Absorber. Im Kreislauf der Anlage transportiert die Solarflüssigkeit die Wärme zum Speicher, wo über einen Wärmetauscher das Brauchwasser erwärmt wird. Der Speicher sorgt dafür, dass die Wärme auch zu den Zeiten verfügbar ist, an denen die Sonne nicht scheint. Eine Pumpe sorgt im Solarkreislauf für die Umwälzung der Wärmeträgerflüssigkeit und wird automatisch immer dann in Gang gesetzt, wenn die Temperatur im Kollektor höher ist als im Speicher. Siehe Nachführung Transforma­ tor (Trafo) hauptanwendungsgebiet von Transformatoren ist die erhö­ hung oder Verringerung von Wechselspannungen. Gleichzei­ tig erfolgt eine galvanische Trennung der Stromkreise. Transformatoren sind für die wirtschaftliche Übertragung von elektrischer energie mittels hochspannungsleitungen über weite entfernungen unerlässlich. Transmissi­ onsgrad Größe für die Durchlässigkeit eines Mediums für Wellen. Durch Reflexion an der Glasabdeckung eines Solarkollektors und Absorption beim Durchgang durch das Glasmaterial erreicht ein Teil der einfallenden Strahlung nicht den darunterliegenden Absorber. Der Transmissionsgrad beschreibt die Durchlässigkeit der Glasscheibe nach Abzug der Verluste durch Reflexion und Absorption. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 69 Phoenix ConTACT 69 24.03.14 21:23 Treibhaus­ effekt effekt, bei dem durch bestimmte Gase oder Staub in der erdatmosphäre von der erdoberfläche reflektierte, langwel­ lige Wärmestrahlung nicht in das All entweichen kann und so zu einer erhöhung der Temperatur in der erdatmosphäre führt. Siehe CO2 Treibhausgas Gas, welches von der erdoberfläche reflektierte Strahlung absorbiert oder reflektiert und zur erwärmung der Atmo­ sphäre beiträgt. Siehe CO2 U Überspan­ nungsschutz Überspannungsschutz ist der Schutz elektrischer und elek­ tronischer Geräte vor zu hohen elektrischen Spannungen. Überspannungen, die aus Schalthandlungen in elektrischen Anlagen oder aus Blitzentladungen entstehen, zerstören oder beschädigen elektronische Einrichtungen. Mit Überspannungsschutzeinrichtungen werden elektrische Anlagen und Geräte vor der Zerstörung durch Überspannungen bewahrt. Umrichter 70 Siehe Wechselrichter Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 70 24.03.14 21:23 V Verschattung Fällt Schatten auf eine Solarstromanlage, kann dies zu ertragsminderungen führen. Es gibt verschiedene Arten von Verschattung auf Solaranlagen. Zeitweise Verschattungen durch Laub, Schnee, Vogelexkremente, Staub und ähnliches werden in der Regel durch die Selbstreinigung der Module oder Kollektoren (durch abfließendes Regenwasser) beseitigt. Je stärker die Anlage geneigt ist, desto besser funktioniert die Selbstreinigung. Verschattungen spielen besonders für Solarstromanlagen eine große Rolle, da die schwächste Solarzelle (die verunreinigte oder verschattete) die Gesamtleistung eines Moduls bestimmt. Bei thermischen Solaranlagen ist die Auswirkung einer Teilverschattung des Kollektors weniger gravierend, mindert jedoch auch hier die Erträge. Problematischer als Teilverschattungen durch Verunreinigungen sind standortbedingte Verschattungen, insbesondere Schatten, die auf Dächern durch Schornsteine, benachbarte Gebäude, Bäume oder Antennen verursacht werden. In aller Regel muss deshalb genau darauf geachtet werden, dass kein direkter Schatten auf die Solarstromanlage fällt. Selbst kleinste Schatten können zu erheblichen Leistungseinbußen führen, da die schwächste Solarzelle die Stromstärke vorgibt. Ist diese beschattet, sinkt folglich die Gesamtleistung der Anlage drastisch ab. So kann bereits ein Antennenschatten die Leistungsfähigkeit einer Fotovoltaikanlage um 10 % bis 50 % senken. Durch eine optimale Anordnung der Module und entsprechende Verschaltung können Ertragseinbußen vermindert werden. Günstig ist es, im Vorfeld der Installation eine Untersuchung der Verschattungen durchführen zu lassen. Bei aufgeständerten Anlagen ist darauf zu achten, dass die Module einen genügend großen Abstand zueinander haben, damit sie sich nicht gegenseitig verschatten. Phoenix ConTACT 71 Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 71 24.03.14 21:23 Versicherung institut, bei dem man sich gegen Risiken absichern kann. Solaranlagen stellen grundsätzlich ein Investitionsgut dar und werden darum in der Regel versichert, um im Schadensfall schnellstmöglich Abhilfe zu schaffen. Hierbei gibt es einerseits reine Schadensfallversicherungen und andererseits Ausfallversicherungen, die die finanziellen Einbußen durch Betriebsausfall auffangen sollen. Versicherungen sind im Bereich der Großanlagen grundsätzlich daran interessiert, dass die Anlage qualitativ hochwertig aufgebaut ist und der Betrieb überwacht wird. Die Performance Ratio der Anlage dient hier häufig als Maßstab zur Qualitätseinschätzung der Anlage. W Wafer Aus einem Block gesägte Siliziumscheibe, die durch spezielle Weiterbehandlung zur Solarzelle verarbeitet wird. Wafer sind dünne Scheiben aus Halbleitermaterial, welches in der Photovoltaik meist aus Silizium besteht. Wafer werden in der Chip-Industrie und auch in der Photovoltaik eingesetzt. In früherer Zeit arbeitete die Solarindustrie mit Abfällen aus der ChipIndustrie, inzwischen werden Wafer speziell für die Photovoltaik hergestellt. Das Silizium wird in Blöcken (Ingots) aus Ein-, Multioder Polykristall geliefert und zu dünnen Scheiben zersägt. Aus den Wafern werden durch mehrere Verarbeitungsschritte Solarzellen, die dann zu Modulen zusammengesetzt werden. 72 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 72 24.03.14 21:23 Wartung Teil der instandhaltung einer Anlage. Eine effiziente Betriebsführung erhöht grundsätzlich die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage. In Photovoltaikanlagen befindet sich eine Vielzahl von Verbindungs- und Sicherheitsstellen, die im Betriebsverlauf unterschiedlich stark beansprucht werden. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit, Photovoltaikanlagen dauerhaft zu warten. Wesentliche Grundlage zur Wartung einer Photovoltaikanlage ist die Betriebsdatenerfassung, die ermöglicht, Fehler und Ertragseinbußen wahrzunehmen. Speziell in Photovoltaikkraftwerken mit großer Ausdehnung ist die gezielte örtliche Zuordnung der Fehlersituation ein wesentlicher Punkt, um die Wartungseinsätze effektiv und kostengünstig zu gestalten. Watt Peak einheit der höchstleistung einer Solarstromanlage. Einheit für die Spitzenleistung von Photovoltaikmodulen unter Standardtestbedingungen STC (Standard Test Conditions). Siehe kWp Wechsel­ richter Gerät zur Umrichtung von Gleichstrom in Wechselstrom. Photovoltaikmodule generieren Gleichstrom aus Sonnenlicht. Um diese elektrische Energie für den Haushalt oder zur Einspeisung in das öffentliche Netz nutzbar zu machen, wird der Gleichstrom durch den Wechselrichter in Wechselstrom umgerichtet. Es gibt verschiedene Wechselrichtertypen, die sich durch den Leistungsbereich und die interne Verschaltung definieren. Es gibt drei klassische Typen von Wechselrichtern: Mikrowechselrichter, die für Leistungen von ein bis zwei Photovoltaikmodulen vorgesehen sind. Stringwechselrichter mit üblicherweise ein bis drei Maximum Power Point Trackern (MPPT) zum Anschließen mehrerer Strings bis zu Leistungen von einigen Kilowatt. Zentralwechselrichter für hohe Leistungen bis in den Megawattbereich. Grundsätzlich wird zwischen Wechselrichtern mit Trafo und trafolosen Wechselrichtern unterschieden. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 73 Phoenix ConTACT 73 24.03.14 21:23 Wechsel­ strom Strom, welcher seine Fließrichtung regelmäßig ändert. Wechselstrom ist elektrischer Strom, der ständig seine Richtung von Plus nach Minus und von Minus nach Plus wechselt. Während einer Periode durchläuft die sinusförmige Frequenzkurve einmal den Nullpunkt. Die Anzahl der Perioden pro Sekunde gibt die Frequenz an (Hz= Hertz). Wechselstrom ist üblicher Haushaltsstrom. Er wechselt 100 Mal pro Sekunde (50 Hz) seine Richtung und hat eine Nennspannung von 230 Volt. Er wird auch als AC (alternating current) bezeichnet. Ein Solar- oder Photovoltaikmodul erzeugt Gleichstrom DC (direct current), der von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Wetter­ station eine Wetterstation ist ein System zur erfassung sämtlicher Wetterdaten. Verschiedene Sensoren nehmen Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit auf. Die erfassten Wetterdaten werden aufgezeichnet, weiterverarbeitet und können zur Ertragsrechnung herangezogen werden. 74 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 74 24.03.14 21:23 Wirkungs­ grad Verhältnis von abgegebener Leistung zu zugeführter Leistung. Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis der nutzbaren zu der vorhandenen Energie. Herkömmliche Glühbirnen wandeln z. B. nur ca. 5 % der eingesetzten Energie in Licht um, der Rest geht als Wärme verloren. Photovoltaik Monokristalline Solarzellen aus Silizium erreichen in der Praxis Wirkungsgrade von 14 % bis 17 %, polykristalline etwa 13 % bis 15 %. Solarzellen aus amorphem Silizium erreichen 5 % bis 7 %. Dünnschichtzellen aus CIS (Kupfer-Indium-Diselenid) erreichen 7,5 % bis 9,5 %, die aus CdTe (Cadmium-Tellurid) 6 % bis 9 %. Die Wirkungsgrade der Solarmodule liegen jeweils um einige Prozentpunkte darunter. Solarthermie Auch hier beschreibt der Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen eingestrahlter und nutzbarer Sonnenenergie. Der Absorber nimmt einen Großteil der eingestrahlten Energie auf und gibt diese in Form von Wärme an die Wärmeträgerflüssigkeit ab. Wirkungsgradminderungen treten an der Glasabdeckung des Kollektors durch Reflexion auf. Wärmeverluste vermindern den solaren Ertrag, wenn der Kollektor schlecht gedämmt ist. Interessant ist auch der Anlagenwirkungsgrad, der angibt, wie viel der einfallenden Energie als Nutzenergie im Endeffekt zur Verfügung steht. Hier werden auch Verluste in den Rohrleitungen und im Speicher berücksichtigt. Anlagenwirkungsgrade liegen zwischen 25 % und 50 %. Phoenix ConTACT 75 Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 75 24.03.14 21:23 Wirtschaft­ lichkeit Die Wirtschaftlichkeit misst den ertrag z. B. eines Projekts oder eines ganzen Unternehmens im Verhältnis zum Aufwand. Die Wirtschaftlichkeit zeigt somit an, wie effizient eine Photovoltaikanlage ist. Die Wirtschaftlichkeit erhöht sich, wenn die Erträge bzw. Erlöse steigen oder der Aufwand bzw. die Kosten sinken. Steigt die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung, steigen auch die Erlöse einer Photovoltaikanlage durch erhöhte Leistung. Der prozentuale Anteil der Erlöse ist somit höher als der der Kosten, und die Photovoltaikanlage ist damit wirtschaftlicher. Z Zellwirkungs­ grad Gibt an, wie viel Sonnenenergie, die auf eine Solarzelle trifft, in Strom umgewandelt wird. Der Wirkungsgrad einer einzelnen Solarzelle gibt an, wieviel der auf die Zelle eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Kristalline Silizium-Solarmodule wandeln 13 % bis 18 % der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie um. Dünnschichtsolarmodule haben noch einen geringeren Wirkungsgrad von etwa 5 % bis 8 %. Diese preisgünstigeren Zellen werden eingesetzt, wenn der Flächenverbrauch keine Rolle spielt. Zentralwech­ selrichter 76 hauptwechselrichter in großen Solarstromanlagen. Zentralwechselrichter sind Wechselrichter für hohe Leistungen, die typischerweise in Photovoltaik-Großanlagen eingesetzt werden. Zentralwechselrichter können als Niederspannungs-Wechselrichter und Mittelspannungs-Wechselrichter ausgelegt sein. Typischerweise arbeiten Zentralwechselrichter im Bereich von mehreren 100 kW bis in den Megawattbereich. Die Verschaltung der Anlage auf der DC-Seite erfolgt derart, dass die entsprechende Eingangsleistung erreicht wird. Die einzelnen Strings werden dazu entsprechend in sog. Stringboxen vorverschaltet. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 76 24.03.14 21:23 Zweirich­ tungszähler ein Zweirichtungszähler misst sowohl die ins öffentliche netz eingespeiste energie als auch den eigenverbrauch der selbst produzierten solaren energie. Zähler Technische einrichtung zu erfassung einer aufsummierbaren technischen Größe wie z. B. Wärmemenge oder elektrische energie. in Zusammenarbeit mit BSW – Bundesverband Solarwirtschaft e.V. Quartier 207 Friedrichstraße 78 10117 Berlin www.solarwirtschaft.de Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 77 Phoenix ConTACT 77 24.03.14 21:23 Lösungen für die Photovoltaik ob kleine Aufdachanlage auf einem einfamilienhaus, Tracking­System oder Freilandanlage im Megawattbereich: Für einen zuverlässigen und vor allem effizienten Betrieb fordert der Markt Lösungen für einfache und langzeit­ stabile Anschlusstechnik, komplette Überwachungs­ und Management­ systeme sowie umfassenden Schutz gegen Überspannungen. Der Ausbau intelligenter energieversorgungssysteme prägt dabei auch die elektrotech­ nische Ausrüstung rund um Photovoltaik: netz­ und Anlagenbetreiber müssen durchgängig und einheitlich kommunizieren, zuverlässige Fernwirkkonzepte sind unentbehrlich. „Mit der Kraft der Sonne und Technik von Phoenix Contact gestalten Sie begeisternde Lösungen für eine nachhaltige Energieversorgung.“ 78 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 78 24.03.14 21:23 Freifeldanlagen Tracking­Systeme Aufdachanlagen Gebäudeintegration Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 79 79 24.03.14 21:24 Lösungen für Freifeldanlagen Photovoltaik trägt einen bedeutenden Teil dazu bei, den stetig wachsenden energiebedarf zu decken. Weltweit steigt das interesse, immer größere und leistungsstärkere PV­Freifeldanlagen zu bauen. Vernetzung, Monitoring und Kommunikation sind dabei unverzichtbar, besonders in hinblick auf gleich­ bleibende netzqualität sowie bedarfsgerechte instandhaltung. Gleichzeitig liegt bei größeren Anlagen der Fokus auf einfacher und schneller Anschluss­ technik. Überzeugen Sie sich von den Lösungen von Phoenix Contact. „Clevere Technik überzeugt, wenn sie einfach anzuwenden ist – ganz gleich, ob Anschlusstechnik oder Fernwirk-Software.“ 80 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 80 24.03.14 21:24 Park­Management Generatoranschlusstechnik Sensor­/Aktor­Verkabelung für extreme Wetterbedin­ gungen, Parkvernetzung, energiedatenerfassung und Diagnose sowie Visualisie­ rung. Generatoranschlusstechnik für das Sammeln, Weiterleiten und Überwachen der Ströme. Außerdem: Schutz gegen Überspannungen. Generator­ anschlusskasten PV­Feld Leitwarte Wechsel­ richter­ station Anschlusstechnik Mit langzeitstabilen Steck­ verbindern und Leitungen wird der PV­Park schnell und einfach verkabelt und angeschlossen. Schutz für den Wechselstrom Überspannungsschutz für Wechselrichter und einspeisung. netzeinspeisung Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 81 81 24.03.14 21:24 Lösungen für Tracking­Systeme Die Sonnenblume als Vorbild werden Photovoltaik­Tracking­Systeme eben­ falls dem Verlauf der Sonne nachgeführt. im Vergleich zu festinstallierten PV­Anlagen liefern Tracking­Systeme deshalb wesentlich höhere erträge. Mit den kompakten hybridmotorstartern von Phoenix Contact schalten und wenden Sie Tracking­Systeme sicher und zuverlässig. Außerdem bietet Phoenix Contact ein umfassendes Sortiment an Automatisierungskompo­ nenten, um einen Trackingpark zu steuern. „Tracking-Systeme erzeugen viel Energie auf weniger Raum – mit der richtigen Technik arbeiten sie noch effizienter.“ 82 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 82 24.03.14 21:24 PV­Tracker Mobilgerät Generator­ anschlusskasten Tracking­Systeme stets im Blick Leitwarte Wechsel­ richter­ station Tracking­Systeme werden mit Technik von Phoenix Contact der Sonne nach­ geführt. Dabei ist eine zu­ verlässige Steuerung und Wartung eines Tracking­ parks vor ort und aus der Ferne möglich. netzeinspeisung Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 83 83 24.03.14 21:24 Lösungen für Aufdachanlagen Große Dachflächen mit geringer neigung sind die beste Voraussetzung, um Photovoltaik­Anlagen gewinnbringend einzusetzen. Aufgrund sinkender Modulpreise und steigender energiekosten werden PV­Anlagen auf privaten, gewerblichen und öffentlichen Gebäuden auch ohne staatliche Förderungen immer attraktiver. Um diese installationen umfassend und dauerhaft vor Blitzströmen und Überspannungen aller Art zu schützen, bietet Phoenix Contact ein breites Portfolio rund um den Überspannungsschutz. „PV-Aufdachanlagen nutzen vorhandene Flächen – warum sollte die Technik dafür nicht genauso platzsparend sein?“ 84 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 84 24.03.14 21:24 industrielles Firmengebäude Landwirtschaftliches Produktionsgebäude Öffentliches Gebäude Wechselrichter­ station Überspannungs­ schutz Schützen Sie PV­Aufdach­ anlagen jeder Art zuverlässig gegen Überspannungen. netzeinspeisung Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 85 85 24.03.14 21:24 Lösungen für Gebäudeintegration immer mehr Bauherren, Architekten, ingenieure und Fachplaner setzen auf die Bauwerkintegrierte­Photovoltaik (BiPV ). Dabei ist es die Kombination aus Ästhetik, Co­freier Stromerzeugung und Witterungsschutz, die Solar­ module an Fassade und Dach so attraktiv macht. Zudem nutzen Sie die verfügbaren Flächen auf und an dem Gebäude so noch effizienter. „Setzen Sie Trends nicht nur in der Energieversorgung, auch in der Gestaltung von Gebäuden.“ 86 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 86 24.03.14 21:24 industriegebäude mit Fassaden­Panels Gebäude mit teiltransparenten Fenster­Panels Öffentliches Gebäude mit Dachintegration netzeinspeisung Anschließen und Verbinden Das Miniatur­Stecksystem von Phoenix Contact erfüllt die besonderen Anforderungen, die BiPV an Anschluss­ und Verbindungstechnik stellt. Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 87 Phoenix ConTACT 87 24.03.14 21:24 Lösungen für autarke energieversorgung Solarsysteme von Phoenix Contact versorgen ihre Außenstationen unabhängig vom Stromnetz mit energie – auch an kurzen dunklen Wintertagen. Die Systeme eignen sich hervorragend, um Wetter­ messstationen oder auch Parkscheinautomaten mit Strom zu versorgen. Kombiniert mit Wireless­Technik eröffnen sich zudem neue Möglichkeiten bei der erfassung abgelegener und schlecht erschlossener Anlagenteile. „Mit autarker Energieversorgung eröffnen sich neue Wege für Ihre dezentrale Automatisierung.“ 88 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 88 24.03.14 21:24 Zubehör Phoenix Contact bietet ihnen eine breites Produktprogramm für das Arbeiten rund um ihre PV­Anlage: zum Beispiel Beschrif­ tungssysteme und Materialen, um die Ver­ drahtung der Anlage übersichtlich und effizient zu markieren. Außerdem: hoch­ wertige und clevere Werkzeuge für die schnelle und sichere installation. Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 89 89 24.03.14 21:24 Service und Support Unsere Spezialisten stehen ihnen bei der Planung, Projektierung und Umsetzung ihrer Photovoltaiklösung jederzeit zur Ver fügung. Sie berücksichtigen ihre spezifischen Anforderungen und bieten ihnen in jedem Fall ein umfassendes Technologie­Knowhow. Setzen Sie gemeinsam mit unseren Spezialisten ihre Anforderungen ideal um. 90 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 90 24.03.14 21:24 Phoenix ConTACT Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 91 91 24.03.14 21:24 Printed in Germany © Phoenix ConTACT 2014 Bro_Glossar_Solar_A-Z_A6_DE_00.indd 92 CiS04­14.002.L3 MnR 52005593/2014­03­24/00 Phoenix ConTACT Deutschland Gmbh Flachsmarktstraße 8 32825 Blomberg, Deutschland Tel.: +49 (0) 52 35 31 20 00 Fax: +49 (0) 52 35 31 29 99 e­Mail: [email protected] phoenixcontact.de 24.03.14 21:24
