Array

In der Photovoltaik (PV) bezieht sich der Begriff „Array“ auf eine Gruppe von Solarmodulen, die miteinander verbunden sind, um gemeinsam elektrische Energie zu erzeugen. Ein PV-Array ist eine der grundlegenden Einheiten in einer Solaranlage und spielt eine entscheidende Rolle bei der Stromerzeugung. Hier sind einige wichtige Aspekte eines PV-Arrays:

1. Aufbau eines PV-Arrays

• Solarmodule: Ein PV-Array besteht aus mehreren Solarmodulen. Jedes Modul enthält zahlreiche Solarzellen, die das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln.
• Verkabelung: Die Solarmodule sind elektrisch miteinander verbunden, entweder in Reihe (seriell) oder parallel, um die gewünschte Spannung und Stromstärke zu erreichen.
• Montagestrukturen: Die Module sind auf Montagestrukturen installiert, die sicherstellen, dass sie optimal zur Sonne ausgerichtet sind. Diese Strukturen können fest oder nachführend (tracking) sein, um die Sonneneinstrahlung über den Tag zu maximieren.

2. Serielle und Parallele Verschaltung

• Serielle Verschaltung: In einer seriellen Verschaltung wird der positive Anschluss eines Moduls mit dem negativen Anschluss des nächsten Moduls verbunden. Dies erhöht die Spannung des Arrays, während der Strom konstant bleibt.
• Parallele Verschaltung: Bei der parallelen Verschaltung werden die positiven Anschlüsse aller Module miteinander verbunden, ebenso wie die negativen Anschlüsse. Dies erhöht den Strom, während die Spannung konstant bleibt.
• Kombination: Oft wird eine Kombination aus serieller und paralleler Verschaltung verwendet, um die gewünschte Systemspannung und Stromstärke zu erreichen.

3. Leistung und Effizienz

• Nennleistung: Die Leistung eines PV-Arrays wird in Wattpeak (Wp) angegeben und entspricht der maximalen Leistung, die das Array unter Standard-Testbedingungen (STC) erzeugen kann.
• Effizienz: Die Effizienz eines PV-Arrays hängt von der Effizienz der verwendeten Solarmodule, der Ausrichtung und Neigung der Module sowie den Umgebungsbedingungen ab.

4. Montagearten

• Dachmontage: PV-Arrays können auf Hausdächern oder gewerblichen Gebäuden montiert werden. Dies ist eine weit verbreitete Methode, da sie den vorhandenen Raum nutzt und die Stromerzeugung am Ort des Verbrauchs ermöglicht.
• Freilandanlagen: In großen Solarparks werden PV-Arrays auf offenen Flächen installiert. Diese Anlagen können mehrere Megawatt an Leistung erzeugen und sind oft nachführend, um den Sonnenstand zu verfolgen.
• Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV): Hier werden PV-Module in die Gebäudehülle integriert, z.B. als Fassaden- oder Dachverkleidung.

5. Verbindung zum Stromnetz

• Wechselrichter: Der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom (DC) wird durch einen Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt, der dann ins Stromnetz eingespeist oder vor Ort genutzt werden kann.
• Netzanschluss: PV-Arrays können entweder netzgekoppelt sein, wobei der erzeugte Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird, oder als Inselanlagen konzipiert sein, die unabhängig vom Netz arbeiten.

6. Wartung und Überwachung

• Überwachungssysteme: Moderne PV-Anlagen sind oft mit Überwachungssystemen ausgestattet, die die Leistung des Arrays in Echtzeit überwachen und bei Problemen Alarm schlagen.
• Wartung: Regelmäßige Wartung, wie das Reinigen der Module und das Überprüfen der elektrischen Verbindungen, ist wichtig, um die Leistung des Arrays zu optimieren und seine Lebensdauer zu verlängern.

7. Herausforderungen und Lösungen

• Verschattung: Teilweise Verschattung eines Moduls kann die Leistung des gesamten Arrays beeinträchtigen. Lösungen wie Leistungsoptimierer oder Mikro-Wechselrichter können helfen, die Auswirkungen der Verschattung zu minimieren.
• Temperatur: Hohe Temperaturen können die Effizienz der Module verringern. Eine gute Belüftung und Montage der Module mit ausreichendem Abstand zur Dachfläche kann helfen, die Temperatur zu kontrollieren.

Fazit

Ein PV-Array ist eine grundlegende Komponente von Solaranlagen und besteht aus mehreren Solarmodulen, die zusammenarbeiten, um elektrische Energie zu erzeugen. Die richtige Konfiguration und Wartung eines PV-Arrays sind entscheidend für seine Leistung und Effizienz. Durch die Optimierung der Verkabelung, Montage und Überwachung kann die Energieausbeute maximiert und die Lebensdauer des Systems verlängert werden.