Photovoltaik Aufbau: Alle Komponenten einer Solaranlage im Detail erklärt

Der Aufbau einer Photovoltaikanlage mag auf den ersten Blick komplex erscheinen, folgt aber einem logischen und gut verständlichen Prinzip. Jede Komponente erfüllt eine spezifische Aufgabe, und erst ihr Zusammenspiel ermöglicht die zuverlässige Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbaren Strom. Dieser Beitrag erklärt den Photovoltaik Aufbau einer modernen Solaranlage im Detail.

Die Solarmodule sind das sichtbarste Element einer Photovoltaikanlage. Sie bestehen aus zahlreichen miteinander verschalteten Solarzellen, die in der Regel aus kristallinem Silizium gefertigt sind. Ein typisches Modul enthält 60, 66 oder 72 Halbzellen und hat eine Nennleistung von 380 bis 450 Wattpeak. Die Module sind durch eine Glasscheibe auf der Vorderseite, eine Rückseitenfolie oder ein zweites Glas auf der Rückseite sowie einen Aluminiumrahmen geschützt.

Die Unterkonstruktion, auch Montagesystem genannt, verbindet die Module sicher mit dem Dach. Bei Schrägdächern werden in der Regel Dachhaken verwendet, die unter den Dachziegeln an den Sparren befestigt werden. Auf diesen Haken werden Montageschienen montiert, an denen die Module mit speziellen Klemmen befestigt werden. Für Flachdächer gibt es aufgeständerte Systeme, die die Module im optimalen Winkel zur Sonne ausrichten. Die Unterkonstruktion muss Wind- und Schneelasten standhalten und für die gesamte Lebensdauer der Anlage von 25 bis 30 Jahren zuverlässig sein.

Die Solarkabel verbinden die Module untereinander und führen den erzeugten Gleichstrom zum Wechselrichter. Es werden spezielle Solarkabel verwendet, die UV-beständig, wetterfest und für die Gleichstromübertragung zugelassen sind. Die Kabel werden in Strings zusammengefasst, wobei mehrere Module in Serie geschaltet werden. Die Dimensionierung der Kabel muss sorgfältig erfolgen, um Leistungsverluste durch Kabelwiderstände zu minimieren.

Der Wechselrichter ist das Gehirn der Photovoltaikanlage. Er wandelt den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom mit 230 Volt und 50 Hertz um. Moderne Wechselrichter verfügen über MPP-Tracker (Maximum Power Point), die den optimalen Arbeitspunkt der Module ständig nachregeln und so die maximale Leistung sicherstellen. Es gibt verschiedene Typen: String-Wechselrichter für eine oder mehrere Modulreihen, Mikroinverter, die an jedem einzelnen Modul installiert werden, und Hybrid-Wechselrichter, die zusätzlich einen Batteriespeicher ansteuern können.

Der Generatoranschlusskasten (GAK) ist bei größeren Anlagen eine weitere wichtige Komponente. Hier werden die einzelnen Strings zusammengeführt und mit Überspannungsschutz, Sicherungen und einem DC-Freischalter versehen. Bei kleineren Anlagen ist der GAK oft in den Wechselrichter integriert.