Solarenergie beginnt mit der Sonne. Sonnenkollektoren (auch als „PV-Module“ bezeichnet) werden verwendet, um Licht von der Sonne, das aus Energieteilchen besteht, die als „Photonen“ bezeichnet werden, in Elektrizität umzuwandeln, die zur Stromversorgung elektrischer Lasten verwendet werden kann.
Sonnenkollektoren können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter Fernversorgungssysteme für Kabinen, Telekommunikationsgeräte, Fernerkundung und natürlich für die Stromerzeugung durch Solaranlagen für Privathaushalte und gewerbliche Zwecke.
Auf dieser Seite werden wir die Geschichte, Technologie und Vorteile von Sonnenkollektoren diskutieren. Wir werden lernen, wie Sonnenkollektoren funktionieren, wie sie hergestellt werden, wie sie Strom erzeugen und wo Sie Sonnenkollektoren kaufen können.
Eine kurze Geschichte der Sonnenkollektoren
Die Entwicklung der Solarenergie reicht mehr als 100 Jahre zurück. In den frühen Tagen wurde Solarenergie hauptsächlich zur Erzeugung von Dampf verwendet, der dann zum Antrieb von Maschinen verwendet werden konnte. Aber erst die Entdeckung des „photovoltaischen Effekts“ durch Edmond Becquerel würde die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ermöglichen. Becquerels Entdeckung führte dann 1893 zur Erfindung der ersten echten Solarzelle durch Charles Fritts, die durch Beschichten von Selenblättern mit einer dünnen Goldschicht gebildet wurde. Und aus diesem bescheidenen Anfang würde das Gerät entstehen, das wir heute als Solarpanel kennen.
Russel Ohl, ein amerikanischer Erfinder auf der Gehaltsliste der Bell Laboratories, patentierte 1941 die weltweit erste Silizium-Solarzelle. Ohls Erfindung führte 1954 zur Produktion des ersten Solarmoduls durch dieselbe Firma. Sonnenkollektoren fanden ihren ersten Mainstream-Einsatz in Weltraumsatelliten. Für die meisten Menschen war das erste Solarpanel in ihrem Leben wahrscheinlich in ihren neuen Taschenrechner eingebettet – um die 1970er Jahre!
Heute werden Solarmodule und komplette Solarmodulsysteme für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Ja, Sonnenkollektoren in Form von Solarzellen werden immer noch in Taschenrechnern verwendet. Sie werden jedoch auch verwendet, um ganze Häuser und Gewerbebauten mit Solarenergie zu versorgen, beispielsweise die Google-Zentrale in Kalifornien.
Wie funktionieren Sonnenkollektoren?
Sonnenkollektoren sammeln saubere erneuerbare Energie in Form von Sonnenlicht und wandeln dieses Licht in Elektrizität um, die dann zur Stromversorgung elektrischer Lasten verwendet werden kann. Sonnenkollektoren bestehen aus mehreren einzelnen Solarzellen, die selbst aus Schichten aus Silizium, Phosphor (das die negative Ladung liefert) und Bor (das die positive Ladung liefert) bestehen. Sonnenkollektoren absorbieren die Photonen und initiieren dabei einen elektrischen Strom. Die resultierende Energie, die aus Photonen erzeugt wird, die auf die Oberfläche des Solarmoduls treffen, ermöglicht es, Elektronen aus ihren Atombahnen zu schlagen und in das von den Solarzellen erzeugte elektrische Feld freizusetzen, das diese freien Elektronen dann in einen gerichteten Strom zieht. Dieser gesamte Prozess wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet. Ein durchschnittliches Haus hat mehr als genug Dachfläche für die notwendige Anzahl von Sonnenkollektoren, um genug Solarstrom zu produzieren, um seinen gesamten Strombedarf zu decken.
In einer ausgewogenen netzgekoppelten Konfiguration erzeugt eine Solaranlage tagsüber Strom, der nachts im Haus genutzt wird. Mit Net Metering-Programmen können Solargeneratorbesitzer bezahlt werden, wenn ihr System mehr Strom produziert, als zu Hause benötigt wird. In netzunabhängigen Solaranwendungen sind eine Batteriebank, ein Laderegler und in den meisten Fällen ein Wechselrichter notwendige Komponenten. Die Solaranlage sendet Gleichstrom (DC) Strom durch den Laderegler an die Batteriebank. Der Strom wird dann von der Batteriebank zum Wechselrichter gezogen, der den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandelt, der für Nicht-DC-Geräte verwendet werden kann. Unterstützt durch einen Wechselrichter können Solarpanel-Arrays so dimensioniert werden, dass sie die anspruchsvollsten elektrischen Lastanforderungen erfüllen. Die AC strom kann verwendet werden, um power lasten in häuser oder kommerziellen gebäude, freizeit fahrzeuge und boote, remote kabinen, hütten, oder häuser, remote verkehrs steuert, telekommunikation ausrüstung, öl und gas fluss überwachung, RTU, SCADA, und viel mehr.
Die Vorteile von Sonnenkollektoren
Die Verwendung von Sonnenkollektoren ist eine sehr praktische Möglichkeit, Strom für viele Anwendungen zu produzieren. Das Offensichtliche müsste Off-Grid-Leben sein. Netzunabhängig zu leben bedeutet, an einem Ort zu leben, der nicht vom Hauptstromnetz versorgt wird. Abgelegene Häuser und Hütten profitieren von Solaranlagen. Es sind keine hohen Gebühren mehr für die Installation von Strommasten und die Verkabelung vom nächstgelegenen Netzzugangspunkt aus zu zahlen. Ein Solarstromsystem ist potenziell kostengünstiger und kann bei ordnungsgemäßer Wartung mehr als drei Jahrzehnte lang Strom liefern.
Neben der Tatsache, dass Sonnenkollektoren es ermöglichen, netzunabhängig zu leben, ist der vielleicht größte Vorteil, den Sie von der Nutzung von Solarenergie genießen würden, dass sie sowohl eine saubere als auch eine erneuerbare Energiequelle ist. Mit dem Aufkommen des globalen Klimawandels ist es wichtiger geworden, dass wir alles in unserer Macht Stehende tun, um den Druck auf unsere Atmosphäre durch die Emission von Treibhausgasen zu verringern. Sonnenkollektoren haben keine beweglichen Teile und erfordern wenig Wartung. Sie sind robust gebaut und halten bei unsachgemäßer Wartung Jahrzehnte.
Last, but not least, der Nutzen von Sonnenkollektoren und Solarenergie ist, dass, sobald ein System für seine anfänglichen Installationskosten bezahlt hat, der Strom, den es für den Rest der Lebensdauer des Systems produziert, die je nach Qualität des Systems bis zu 15-20 Jahre betragen kann, absolut kostenlos ist! Für netzgebundene Solarstromanlagenbesitzer beginnen die Vorteile ab dem Moment, in dem das System online geht, wodurch möglicherweise monatliche Stromrechnungen entfallen oder, und dies ist der beste Teil, tatsächlich zusätzliche Einnahmen des Systembesitzers von der Elektrizitätsgesellschaft erzielt werden. Wie? Wenn Sie weniger Strom verbrauchen, als Ihr Solarstromsystem produziert, kann dieser überschüssige Strom, manchmal mit einem Aufschlag, an Ihr Stromversorgungsunternehmen verkauft werden!
Es gibt viele andere Anwendungen und Vorteile der Verwendung von Sonnenkollektoren zur Stromerzeugung – zu viele, um sie hier aufzulisten. Aber wenn Sie unsere Website durchsuchen, werden Sie ein gutes allgemeines Wissen darüber erlangen, wie vielseitig und bequem Solarenergie sein kann.
Wie viel kosten Sonnenkollektoren?
Die Preise für Solarmodule sind in den letzten Jahren erheblich gesunken. Das ist großartig, denn in Kombination mit der 30 $ Federal Solar Investment Tax Credit und anderen anwendbaren Anreizen ist JETZT die beste Zeit, um in eine Solaranlage zu investieren. Und bedenken Sie: Eine Solaranlage kostet ungefähr so viel wie ein mittelgroßes Auto!
Wo kann ich Sonnenkollektoren kaufen?
Nun, natürlich hier auf dieser Website!
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