Tage mit geringer Sonnenenergie wirken sich jedoch aufgrund der Fortschritte in der Batterietechnologie weniger aus. Alte Technologien zur Speicherung von Sonnenenergie, wie Blei-Säure-Batterien, werden durch Alternativen ersetzt. Lithium-Ionen-Akkus bieten mehr Leistung zu geringeren Kosten. Batterien auf Nickelbasis haben eine extrem lange Lebensdauer. Nicht jeder Raum funktioniert gut mit Sonnenkollektoren. Neue Technologien wie Flow-Batterien versprechen Skalierbarkeit und dauerhafte Energiespeicherung. Orientierung zählt. Wenn Ihr Dach nicht der Sonne zugewandt ist, können Sie nicht genug Sonnenenergie einfangen. Dächer, die in die Sonne geneigt sind, funktionieren tendenziell besser als Flachdächer. Dachmaterialien wie Asphaltschindeln, Metall und Dachziegel erleichtern die Installation von Solarmodulen. Wenn Ihr Zimmer aus anderen Materialien besteht, kann die Installation teurer sein.

Dann haben parallel geschaltete Photovoltaikzellen eine gemeinsame Spannung, die für alle parallelen Elemente gilt. Dann können wir parallel geschaltete Photovoltaik-Solarzellen verwenden, um die Stromabgabe zu erhöhen. In unserem obigen Beispiel sind die vier Photovoltaik-Solarzellen in einer Parallelkombination miteinander verbunden. Die kombinierte Leistung ist die Summe der einzelnen Zellenleistungen oder das Produkt aus Spannung mal Strom. Dies führt dazu, dass die guten Zellen die schlechte Zelle vorspannen, was bewirkt, dass große Mengen elektrischer Energie in die schlechte Zelle dissipiert werden. Wir haben zuvor gesagt, dass wir aufgrund von Verschattung oder einer fehlerhaften Photovoltaikzelle eine Stromfehlanpassung für in Reihe geschaltete Solarzellen haben können. Diese Situation wiederum verursacht innerhalb der fehlerhaften (schlechten) Zelle das, was allgemein als „Hot-Spot-Heizung“ bezeichnet wird, wodurch das Solarpanel schwer beschädigt wird.

Dies zeigt, wie gut das Panel auf höhere Temperaturen reagiert.

Aber unter idealen Bedingungen (z. B. an einem kühlen, klaren, sonnigen Tag) sollte das Panel seine Nennleistung oder nahezu seine Nennleistung liefern. Ein Maß dafür, wie effizient das Panel Sonnenlicht in Strom umwandelt; oder anders betrachtet, ist es die elektrische Leistung (in Watt) des Panels im Vergleich zu seiner Oberfläche. Aufgrund der Physik und Technik von Solarzellen kann ein großer Teil der Sonnenenergie nicht direkt in Strom umgewandelt werden; Wirkungsgrade von etwa 19 % bis 22 % sind üblich. Je größer die Zahl, desto besser. So viel können Sie erwarten, dass jedes einzelne Muster des Panels von seiner Nennleistung abweicht. Kleine Abweichungen im Herstellungsprozess führen dazu, dass nicht jedes Panel identisch ist. Beispielsweise sollte ein 400-W-Panel mit einer behaupteten Leistungstoleranz von 0 bis 5 W unter Standard-Laborbedingungen mindestens 400 W liefern, könnte aber tatsächlich bis zu 405 W betragen. Die Nennnennleistung ist also in den meisten Fällen eigentlich eine Mindestleistung. Dies zeigt, wie gut das Panel auf höhere Temperaturen reagiert. Je heißer ein Solarmodul wird, desto weniger effizient wird es. Ein Panel mit einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten eignet sich besser für einen effizienten Betrieb in heißen Klimazonen. Der Temperaturkoeffizient wird als prozentuale Änderung pro Grad Celsius angezeigt, z. B. -0,37 %/°C. Das liegt im Wesentlichen an der enormen radialen Ausbreitung der Strahlung der fernen Sonne.

Bei geeigneter Nutzung hat diese weit verbreitete Quelle das Potenzial, den gesamten zukünftigen Energiebedarf zu decken. Die Sonne ist eine extrem starke Energiequelle, und das Sonnenlicht ist bei weitem die größte Energiequelle, die von der Erde empfangen wird, aber seine Intensität an der Erdoberfläche ist tatsächlich ziemlich gering. Im 21. Jahrhundert wird die Solarenergie als erneuerbare Energiequelle aufgrund ihrer unerschöpflichen Verfügbarkeit und ihres umweltfreundlichen Charakters im krassen Gegensatz zu den endlichen fossilen Brennstoffen Kohle, Erdöl und Erdgas voraussichtlich immer attraktiver. Das liegt im Wesentlichen an der enormen radialen Ausbreitung der Strahlung der fernen Sonne. Ein relativ geringer zusätzlicher Verlust ist auf die Erdatmosphäre und die Wolken zurückzuführen, die bis zu 54 Prozent des einfallenden Sonnenlichts absorbieren oder streuen. Dies kann in Gegenden mit knappem oder teurem Platz wie Innenstädten ein Nachteil sein.

Auch in den meisten Teilen der Welt wird es diese Perioden mit bewölktem Wetter und Regen geben, so dass Sie immer noch einige Einschränkungen in Bezug auf die Energieerzeugung haben werden und Sie höchstwahrscheinlich irgendwann wieder auf Gas und Öl angewiesen sein werden. Eine Solarenergieanlage benötigt normalerweise etwas Platz, damit das Solarsystem effizient Strom produzieren kann. Die Verwendung einer Batteriebank zum Speichern von Strom, damit Sie ihn später verwenden können, reduziert diesen Nachteil jedoch erheblich und kann ihn sogar vollständig beseitigen. Dies kann in Gegenden mit knappem oder teurem Platz wie Innenstädten ein Nachteil sein. Wenn Sie jedoch ein großes Dach haben, können Sie mehr Leistung erzeugen, und dies ist kein Problem.Daher kann der US-Markt beim Recycling von PV-Modulen viel von seinen europäischen Pendants lernen.

3. Thermische Verarbeitung bei 500 Grad Celsius – Dies ermöglicht das Verdampfen kleiner Kunststoffkomponenten und ermöglicht eine einfachere Trennung der Zellen. Da viele europäische Nationen in den 1990er Jahren größere PV-Kapazitäten installiert haben, reift ein Markt für das Recycling von Solar-PV-Modulen stetig heran. Die Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) der Europäischen Union half bei der Gründung einer auf Mitgliedern basierenden Organisation namens PV Cycle, um eine robuste Recycling-Infrastruktur aufzubauen. Daher kann der US-Markt beim Recycling von PV-Modulen viel von seinen europäischen Pendants lernen. Es mag einfach erscheinen, wenn es um das Recycling von PV-Modulen geht. Während Washington im vergangenen Jahr als erster Bundesstaat ein Gesetz zur Produktverantwortung für Solaranlagen verabschiedete, müssen sich weitere Bundesstaaten dieser Initiative anschließen, um stärkeren Druck auf die Hersteller auszuüben, Recyclingprogramme zu entwickeln. Dennoch hängt der langfristige Erfolg unserer Branche von der erfolgreichen Rückgewinnung der Rohstoffe ab, aus denen Solarmodule hergestellt werden. Schließlich halten diese Solarmodule oft weit über ihre 25-jährige Lebensdauer hinaus und negieren weiterhin Treibhausgasemissionen. Wenn Sie davon ausgehen, dass Ihr Solarunternehmen in den nächsten zwei Jahrzehnten erfolgreich sein wird, ist es an der Zeit, über die Verantwortung nachzudenken, die wir haben, um sicherzustellen, dass Module nicht auf den Deponien unseres Landes landen.

Wie funktioniert Solarstrom? Es gibt zwei Haupttypen von Solarenergietechnologie, Solar-Photovoltaik und Solarthermie. Solar-Photovoltaik (auch bekannt als Solar-PV) wandelt Sonnenlicht mithilfe einer Technologie, die als Halbleiterzelle oder Solar-PV-Zelle bekannt ist, direkt in Strom um. Die gebräuchlichste Form einer PV-Solarzelle ist typischerweise in Glas und einem Aluminiumrahmen eingeschlossen, um ein Solarpanel zu bilden. Solar-PV-Module sind derzeit die am weitesten verbreitete Art der Solar-PV-Technologie, jedoch werden andere Arten von Solar-PV für gezielte Anwendungen entwickelt, darunter PV, die in Gebäude integriert werden kann, flexible PV und sogar PV-Farben. Ein oder mehrere Paneele können installiert werden, um ein einzelnes Licht mit Strom zu versorgen, das Dach eines Wohnhauses zu bedecken oder zu einem großen Solarpark zusammengebaut werden, der Hunderte von Megawatt Strom erzeugt. Solarthermie wandelt Sonnenlicht in Wärme um (auch als Wärmeenergie bekannt), die für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden kann, einschließlich der Erzeugung von Dampf zum Antrieb eines Stromgenerators. Diese Energie kann verwendet werden, um einen Kühlkreislauf anzutreiben, um solarbasierte Kühlung bereitzustellen. Es gibt zwei Haupttypen von solarthermischen Technologien. 1. Kleine thermische Technologie wird verwendet, um Raum oder Wasser zu heizen (z. B. in einem Solar-Warmwassersystem). Es verwendet ein Spiegelfeld, um Sonnenlicht auf ein Gerät namens Receiver zu reflektieren, das die Wärme an ein thermisches Energiespeichersystem überträgt. Konzentrierte Solarthermie nutzt die Wärme der Sonne, um in großem Maßstab Strom zu erzeugen. Aus dem Speicher kann dann je nach Bedarf Energie freigesetzt werden.

Das sind rund 8 Prozent der gesamten elektrischen Leistung des Landes.

Abgesehen davon, dass sie unangenehm für das Auge sind, sind sie normalerweise ziemlich groß, was bedeutet, dass sie ein großes Energieerzeugungspotential haben. In Frankreich glaubt die Regierung, dass Solardächer bis zu 11 Gigawatt erneuerbare Energie erzeugen könnten, oder die äquivalente Leistung von 10 Kernreaktoren. Laut einer von Pearce mitverfassten Studie aus dem Jahr 2021 könnte allein die Installation von Solarmodulen auf den Parkplätzen der 3.751 Walmart-Supercenter, die über die USA verteilt sind, die gleiche Menge Strom erzeugen wie etwa ein Dutzend Kohlekraftwerke. Die Installation von Solarüberdachungen könnte auch für Autofahrer hilfreich sein. Das sind rund 8 Prozent der gesamten elektrischen Leistung des Landes. Sie spenden bei sonnigem, warmem Wetter Schatten und reduzieren möglicherweise den Bedarf an Klimaanlagen, wenn Menschen in ihre Autos steigen, während sie im Winter Schutz vor Regen und Schnee bieten.

Selbst wenn eine Heimwerkerinstallation nicht die Ursache eines Defekts ist, können Hausbesitzer außerdem zusätzliche Garantiegebühren für die Deinstallation defekter Paneele und die erneute Installation von Ersatzpaneelen erheben, die ursprünglich nicht von einem zertifizierten Installationsunternehmen installiert wurden. SunPower-Händler kennen die örtlichen Genehmigungsvorschriften, sodass sie den Solarinstallationsprozess so reibungslos wie möglich gestalten können, und natürlich muss sich jemand mit elektrischer Erfahrung um die Verkabelung kümmern. In einem kostenlosen Beratungsgespräch erfahren Sie, wie Sie Ihr Zuhause auf Solarenergie umstellen können. Professionelle Solarinstallateure verfügen über Erfahrung in der Entwicklung von Solarsystemen für Privathaushalte, um sicherzustellen, dass das System die maximale Menge an verfügbarem Sonnenlicht einfängt und Ihnen das meiste Geld bei Ihrer Stromrechnung spart. Mein Dach ist nicht für Solar geeignet.

In seinen Experimenten demonstrierte Edmond Becquerel den photovoltaischen Effekt, indem er zwei Platten aus Platin und Gold in eine saure, neutrale oder alkalische Lösung eintauchte und sie der Sonnenstrahlung aussetzte. Dies war die allererste elektrochemische Zelle. 1873 stellte Willoughby Smith fest, dass Selen ein sehr effizientes Material für den photovoltaischen Effekt ist. Es war überhaupt nicht sehr effizient und auf Laboranwendungen beschränkt. Später im Jahr 1881 schuf Charles Fritts die erste Solarzelle, die nicht in einer Lösung gebadet werden musste. Die erste Festkörper-Photovoltaikzelle war mit Selen mit einer dünnen Goldschicht überzogen. Die allererste Solaranlage wurde auf einem Dach in New York City mit Selenzellen von Fritt installiert. Wer hat die Solarmodule erfunden, die wir heute sehen? Russell S. Ohl war ein amerikanischer Ingenieur, der ein bemerkenswerter Halbleiterforscher war. Das Gerät hatte nur einen Wirkungsgrad von etwa 1 %, aber damals war dies eine große Entdeckung. 1839 entdeckte er den PN-Übergang (mit einer positiven Seite und einer negativen Seite innerhalb eines Einkristall-Halbleiters). Er untersuchte die Leitfähigkeit und Eigenschaften verschiedener Kristallarten. Seine Arbeit mit Halbleitern und PN-Übergängen führte zu Dingen wie Transistoren, LEDs und Laserdioden und 1841 zu seiner Entwicklung der ersten Silizium-Solarzelle, ein Design, das noch heute in modernen Solar-Photovoltaik (PV)-Modulen verwendet wird!