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Die Komponenten einer gewerblichen PV-Anlage
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Photovoltaikanlagen haben sich in den letzten Jahren zu einer Schlüsseltechnologie für die nachhaltige Energieerzeugung entwickelt. Insbesondere im gewerblichen Bereich bieten sie enorme Potenziale, um Energiekosten zu senken, die Umwelt zu schonen und gleichzeitig das Image eines Unternehmens zu stärken. Die Nutzung von Solarenergie ermöglicht es Unternehmen, sich von schwankenden Strompreisen unabhängiger zu machen und langfristig verlässliche Erträge zu generieren.
Die Vorteile für den Einsatz von Photovoltaik in der Industrie und im Gewerbe liegt auf der Hand. Zum einen sind die Dächer gewerblicher Gebäude meist groß und bieten ausreichend Platz für leistungsstarke Solarmodule. Zum anderen fällt der Strombedarf in vielen Unternehmen tagsüber an, wenn die Sonne scheint, was eine direkte Nutzung des erzeugten Solarstroms ermöglicht. Darüber hinaus können durch die Integration von Energiespeichersystemen und intelligenter Steuerungstechnologien zusätzliche Effizienzgewinne erzielt werden. Dazu gehören zum Beispiel das Peak Shaving oder die Unterstützung eines elektrischen Fuhrparks (E-Flotte).
In diesem Artikel werden wir die wesentlichen Komponenten einer gewerblichen PV-Anlage vorstellen, ihre typischen Leistungsdaten erläutern und auf besondere Anforderungen und Vorteile im gewerblichen Einsatz eingehen. Dabei werden wir auch die Bedeutung von Speichersystemen aufzeigen, die es ermöglichen, den Eigenverbrauch zu maximieren und die Energieversorgung des Unternehmens zu optimieren.
Die wesentlichen Komponenten einer PV-Anlage
Die Solarmodule
Solarmodule sind die zentralen Bausteine jeder Photovoltaikanlage. Sie wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um und bestehen aus zahlreichen, miteinander verschalteten Solarzellen.
Es gibt verschiedene Typen von Solarmodulen
Monokristalline Module: Diese Module bieten den höchsten Wirkungsgrad und zeichnen sich durch ihre gleichmäßige schwarze Farbe aus. Sie bestehen aus einkristallinem Silizium und sind besonders effizient bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom.
Polykristalline Module: Diese Module haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Module, sind jedoch kostengünstiger. Sie bestehen aus vielen kleinen Siliziumkristallen, was ihnen ein bläuliches Aussehen verleiht.
Dünnschichtmodule: Diese Module haben den geringsten Wirkungsgrad und erfordern mehr Fläche, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen wie kristalline Module. Sie sind jedoch am preisgünstigsten und flexibel einsetzbar.
Die Leistung von Solarmodulen wird in Watt-Peak (Wp) gemessen und gibt die maximale Leistung an, die ein Modul unter Standardbedingungen erzeugen kann. Moderne monokristalline Module erreichen Effizienzen von über 20%, polykristalline Module etwa 15-17%, und Dünnschichtmodule liegen bei etwa 10-12%.
Der Wechselrichter
Wechselrichter sind essenzielle Bestandteile jeder PV-Anlage. Sie wandeln den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, der in das Stromnetz eingespeist oder direkt verbraucht werden kann.
Der Wechselrichter sorgt nicht nur für die Umwandlung des Stroms, sondern optimiert auch die Energieausbeute durch Maximum Power Point Tracking (MPPT). Dies stellt sicher, dass die Solarmodule stets mit dem optimalen Lastwiderstand arbeiten, um die maximale Leistung zu erzielen. Wechselrichter haben eine durchschnittliche Lebensdauer von etwa 10 Jahren. Sie müssen regelmäßig gewartet und nach dieser Zeit häufig ausgetauscht werden, um die Effizienz der PV-Anlage aufrechtzuerhalten.
Die Unterkonstruktion
Die Unterkonstruktion einer PV-Anlage dient der sicheren Befestigung der Solarmodule und stellt sicher, dass diese optimal zur Sonne ausgerichtet sind.
Es gibt verschiedene Arten der Unterkonstruktion
Schrägdach-Montagesysteme: Diese Systeme nutzen Dachhaken und Schienen, um die Module parallel zur Dachneigung zu befestigen. Sie sind besonders für geneigte Dächer geeignet.
Flachdach-Montagesysteme: Bei Flachdächern kommen Gestelle zum Einsatz, die es ermöglichen, die Module in einem optimalen Winkel zur Sonne zu installieren. Diese Gestelle werden häufig mit Gewichten beschwert, um eine Durchdringung der Dachhaut zu vermeiden.
Besondere Anforderungen im gewerblichen Bereich
Gewerbliche Gebäude verfügen oft über große Dachflächen, was spezielle Anforderungen an die Stabilität und die Verteilung der Lasten stellt. Die Unterkonstruktion muss witterungsbeständig und robust genug sein, um den Solarmodulen auch bei extremen Wetterbedingungen sicheren Halt zu bieten.
Die Verkabelung und Anschlusstechnik
Die Verkabelung und Anschlusstechnik sind entscheidend für die sichere und effiziente Übertragung des erzeugten Stroms innerhalb der PV-Anlage und ins Stromnetz.
Es gibt verschiedene Arten der Verkabelung
DC-Verkabelung: Diese Kabel verbinden die Solarmodule untereinander und mit dem Wechselrichter. Sie sind dafür ausgelegt, den erzeugten Gleichstrom effizient zu transportieren.
AC-Verkabelung: Diese Kabel führen den vom Wechselrichter umgewandelten Wechselstrom ins Stromnetz des Gebäudes oder zur Einspeisung ins öffentliche Netz.
Die Verkabelung muss so installiert werden, dass Verluste minimiert und Sicherheitsstandards eingehalten werden. Dazu gehören hochwertige Materialien, fachgerechte Installation und regelmäßige Wartung. Blitzschutz- und Überspannungsschutzeinrichtungen sind essenziell, um die Anlage vor Schäden durch elektrische Störungen zu schützen.
Besonderheiten gewerblicher Photovoltaikanlagen: Kapazität, Integration und Regulierungen
Gewerbliche Photovoltaikanlagen bieten erhebliche Kosteneinsparungen und tragen wesentlich zur individuellen Energieunabhängigkeit bei. Auf der anderen Seite, erfordern Sie jedoch hohe Anfangsinvestitionen und eine sorgfältige Planung. Im Vergleich zu privaten Systemen haben gewerbliche Anlagen eine deutlich größere Kapazität, oft mehrere hundert kWp oder sogar Megawatt, was langfristig zu signifikanten Kosteneinsparungen führt.
Die Integration einer PV-Anlage in die betrieblichen Abläufe ist besonders wichtig, um Betriebsunterbrechungen zu minimieren und die Nutzung des erzeugten Solarstroms zu maximieren. Produktions- und Lagerhallen haben oft den Vorteil, dass der Energiebedarf tagsüber am höchsten ist, wenn die Sonne scheint, was eine effiziente Nutzung des Solarstroms ermöglicht.
Regulatorische Anforderungen und Fördermöglichkeiten sind weitere wichtige Aspekte. Die Installation gewerblicher PV-Anlagen muss verschiedene gesetzliche Vorgaben erfüllen, einschließlich Sicherheitsstandards, Genehmigungsverfahren und Netzanschlussbedingungen. Gleichzeitig gibt es zahlreiche Förderprogramme, wie staatliche Zuschüsse, zinsgünstige Darlehen und Steuererleichterungen, die genutzt werden können, um die Investitionskosten zu senken. Als Unternehmen sollten Sie sich über diese Möglichkeiten informieren und diese in ihre Finanzplanung einbeziehen.
Zusätzliche Komponenten und Systeme für eine PV-Anlage im gewerblichen Bereich
Energiespeichersysteme
Energiespeichersysteme spielen eine zunehmend wichtige Rolle in modernen Photovoltaikanlagen, insbesondere im gewerblichen Bereich. Sie ermöglichen es, den erzeugten Strom zu speichern und bei Bedarf zu nutzen, wodurch die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erhöht und die Effizienz der Anlage gesteigert wird.
Es gibt verschiedene Arten von Speichersystemen
Batteriespeicher: Diese sind die gängigsten Speichersysteme und bestehen aus wiederaufladbaren Batterien, die den überschüssigen Solarstrom speichern. Es gibt verschiedene Arten von Batteriespeichern, wobei Lithium-Eisenphosphat-Batterien aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz und langen Lebensdauer am weitesten verbreitet sind.
Elektrolyse und grüner Wasserstoff: Diese Systeme nutzen überschüssigen Solarstrom zur Elektrolyse von Wasser, wodurch Wasserstoff erzeugt wird. Der grüne Wasserstoff kann gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden, indem er in Brennstoffzellen oder Gasturbinen umgewandelt wird. Diese Art von Speicher ist besonders vielversprechend für große Energiemengen und hat hohes Potential für zukünftige Anwendungsfälle.
Druckluftspeicher: Diese Systeme speichern Energie in Form von komprimierter Luft, die bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt wird. Sie sind jedoch technisch komplex und weniger verbreitet.
Ein elektrischer Fuhrpark mit Batteriespeicher
Ein noch etwas weniger verbreitetes Einsatzgebiet für Batteriespeicher mit enormem Einsparungspotenzial finden wir beim klassischen Firmenwagen. Batteriespeicher ermöglichen es Unternehmen hier, ihre elektrische Fahrzeugflotte effizient zu betreiben, indem sie den tagsüber erzeugten Solarstrom speichern und nachts oder zu Spitzenlastzeiten nutzen. Dies reduziert die Abhängigkeit vom Netzstrom und senkt die Betriebskosten.
Kosteneinsparungen und Nachhaltigkeit
Elektrofahrzeuge haben niedrigere Betriebskosten als Verbrennungsmotoren, da Wartungskosten und Strompreise geringer sind. Die Nutzung von selbst erzeugtem Strom reduziert die CO2-Emissionen und fördert die Nachhaltigkeit. Zudem profitieren Unternehmen von staatlichen Förderungen und Steuererleichterungen.
Lademöglichkeiten und Infrastruktur
Wallboxen ermöglichen eine schnelle und effiziente Aufladung der Fahrzeuge. Im Gegensatz zu Haushaltssteckdosen sind sie für die hohen Lasten beim Laden von Elektrofahrzeugen ausgelegt.
Vorteile für Mitarbeiter und Kunden
Mitarbeiter, die Firmenfahrzeuge auch privat nutzen, profitieren von steuerlichen Vorteilen. Kunden schätzen die Möglichkeit, ihre Elektrofahrzeuge während des Besuchs aufladen zu können, was das Unternehmen attraktiver macht.
Was ist Peak Shaving und welche Vorteile hat es im gewerblichen Bereich?
Peak Shaving senkt Energiekosten und optimiert den Energieverbrauch, indem Spitzen im Stromverbrauch reduziert werden. Batteriespeicher und PV-Anlagen speichern Solarstrom, der in Zeiten hoher Nachfrage genutzt wird, um Verbrauchsspitzen abzudecken. Dies senkt Energiekosten und entlastet das Stromnetz.
Die Vorteile von Peak Shaving im gewerblichen Einsatz
Durch Peak Shaving zahlen Unternehmen geringere Netzentgelte, da diese oft auf den höchsten Spitzenlasten basieren. Indem Lastspitzen mit gespeichertem Solarstrom abgedeckt werden, reduzieren Unternehmen die Menge an teurem Netzstrom. Dies stabilisiert das Stromnetz, da weniger große Lastspitzen auftreten.
Funktionsweise von Peak Shaving mit PV-Anlagen und Batteriespeichern
Bei einem plötzlichen Anstieg im Energieverbrauch kann der Batteriespeicher sofort einspringen und den zusätzlichen Bedarf decken. Ein intelligentes Lastmanagementsystem optimiert die Nutzung des Batteriespeichers und der PV-Anlage, sodass der gespeicherte Strom genau dann genutzt wird, wenn Lastspitzen auftreten.
Anwendungsbeispiele
In Produktionsunternehmen entstehen häufig Lastspitzen beim Hochfahren der Maschinen, die durch gespeicherten Strom abgefedert werden können. Gewerbegebäude wie Büros profitieren, indem sie Lastspitzen durch Klimaanlagen, Beleuchtung und andere Geräte reduzieren. Ein Beispiel von Peak Shaving haben wir auch bei unserem Kunden Mouw Hoedliggers genauer betrachtet – hier geht es zum Artikel.
Weitere Einsatzgebiete von Batteriespeichern im gewerblichen Bereich
Notstromversorgung: Batteriespeicher können als Backup-Systeme dienen und die Stromversorgung bestimmter essenzieller Verbraucher während eines Netzausfalls sicherstellen.
Energiehandel und Netzdienstleistungen: Unternehmen können überschüssige Energie speichern und zu Zeiten hoher Nachfrage und höherer Preise verkaufen.
Eigenverbrauchsoptimierung: Batteriespeicher erhöhen den Eigenverbrauchsanteil des erzeugten Solarstroms, was die Abhängigkeit vom Netzstrom reduziert.
Lastmanagement: Neben Peak Shaving können Batteriespeicher auch für umfassenderes Lastmanagement eingesetzt werden, um Lastspitzen zu vermeiden.
Integration von erneuerbaren Energien: Batteriespeicher ermöglichen die Integration und Nutzung mehrerer erneuerbarer Energiequellen, wie Solar- und Windkraftanlagen.
Flexibilitätsoptionen für zukünftige Technologien: Batteriespeicher bieten die Flexibilität, zukünftige Technologien und Anwendungen zu integrieren und Energieflüsse zu optimieren.
Mit einer PV-Anlage für Ihr Gewerbe haben Sie Ihre Energiekosten optimal im Griff
Gewerbliche Photovoltaikanlagen bieten Unternehmen eine effektive Möglichkeit, Energiekosten zu senken und gleichzeitig einen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten. Die Hauptkomponenten – Solarmodule, Wechselrichter, Unterkonstruktion und Verkabelung – spielen dabei eine zentrale Rolle.
Ein wesentlicher Vorteil gewerblicher PV-Anlagen liegt in der Integration von Energiespeichersystemen. Diese ermöglichen es, den erzeugten Solarstrom zu speichern und bedarfsgerecht zu nutzen. Dies ist besonders nützlich für Anwendungen wie den Betrieb eines elektrischen Fuhrparks und das Peak Shaving, wodurch Lastspitzen abgefangen und Energiekosten gesenkt werden können.
Letztendlich bieten gewerbliche PV-Anlagen durch ihre größeren Kapazitäten und die Möglichkeit zur Integration fortschrittlicher Speichersysteme erhebliche wirtschaftliche und ökologische Vorteile. Sie machen Unternehmen unabhängiger von schwankenden Strompreisen und ermöglichen eine nachhaltige Energieversorgung.