Solargenerator

Der Solargenerator bei Photovoltaikanlagen

Die Photovoltaikanlage besteht aus verschiedenen, wichtigen Komponenten, der sogenannte Solargenerator gehört ebenso dazu wie der Wechselrichter (NEG), die Solarzelle, das Solarmodul oder die elektronische Steuerung. Der Solargenerator bei Photovoltaikanlagen besteht aus vielen Solarmodulen, die im Verbund parallel sowie in Reihe miteinander verschaltet sind. Der Solargenerator ist mit dem Netzeinspeisegerät im Keller verbunden. Der sogenannte Strang eines Solargenerators wird gebildet aus einem Verbund von reihengeschalteten Solarmodulen. Die Summe der Spannung von Einzelmodulen ergibt die Gesamtspannung, die Gesamtstromstärke eines Moduls ist von dem Modul abhängig, welches die geringste Strommenge erzeugt. Die Stromstärken bei den Solarmodulen sollten identisch sein. Verluste können durch unterschiedliche Solarmodule entstehen.

Bei der Parallelschaltung von mehreren Modulsträngen ergibt sich die Gesamtstromstärke eines Solargenerators aus der Summe der ursprünglichen Stromstärken eines jeden Stranges.

Solarmodule in Reihe geschaltet
Bild: Solarmodule in Reihe geschaltet

Beispiel:
Eine 5 KW (5.000 W) Photovoltaikanlage könnte aus 20 bis 30 Solarmodulen bestehen. Diese 20 - 30 Solarmodule bilden den Solargenerator.
Wird ein Solarmodul mit ca. 200 W Leistungsaufnahme genommen, werden insgesamt 25 Solarmodule für eine 5 KW PV-Anlage benötigt.
5000 Watt / 200 Watt = 25 Module.
Betragen die Abmaße eines Solarmoduls 1.6m² (H:1,6m x B:1m), so werden ca. 40m² (25 Solarmodule a 1.6m²) an Fläche benötigt.

Die Auswirkung der sogenannten Verschattung in einem Solargenerator

Dagegen entspricht die Gesamtspannung des Systems im Solargenerator derjenigen Spannung eines einzelnen Stranges. Betrachtet man die nominale Gesamtleistung des Solargenerators, so ergibt sich diese aus der Summe der Nominalleistungen der Einzelmodule. Nicht selten kommt es im Tagesverlauf zu einer Teilverschattung innerhalb des Solarfeldes. Dies verursacht einen Leistungsabfall, welcher oftmals nicht proportional, sondern sogar wesentlich höher ausfallen kann. Deshalb ist eine besonders sorgfältige Planung der Verbindung unabdingbar. Befindet sich beispielsweise vor dem Solarfeld ein Mast, so ist sicherzustellen, dass sich der dadurch entstehende Schatten nur auf einen einzelnen Strang auswirkt und eben nicht gleich mehreren Strängen das Licht nimmt.

Die Leistungseinschränkung des Solargenerators durch Verschattung möglichst gering halten

Würde durch die Schattenbildung gleich mehreren Strängen das Licht genommen, so würde der Betrieb der gesamtem Anlage empfindlich gestört werden. Als Vergleich stelle man sich einen Schlauch vor, welcher mit einer Hand zugehalten wird. Dies wird zur Folge haben, dass Wasser auf diese Weise nicht mehr hindurchfließen könnte. Derselbe Vorgang geschieht mit den Ladungen, die von den einzelnen Modulen samt ihrer Solarzellen erzeugt werden. Sobald nämlich auf einem Modul ein Schatten erscheint, so wird denjenigen Elektronen, die sich gerade im Licht befinden, sozusagen der Weg versperrt und sie können in der Folge nicht mehr an ihr Ziel gelangen.