Anwendungsgebiete für Photovoltaikanlagen

Die mit Hilfe der Photovoltaik aus der Sonnenstrahlung gewonnene Elektroenergie kann auf verschiedene Arten genutzt werden. Man unterscheidet bei dem Einsatz von Solarmodulen den Insel- und den Netzbetrieb.

Inselbetrieb bedeutet, daß das System, bestehend aus Energieverbraucher und Energieerzeuger, ein in sich geschlossenes und lokal begrenztes ist.
Die Energieversorgung eines Schiffes oder einer Berghütte erfolgen zum Beispiel über Inselnetze.

Von Netzbetrieb spricht man, wenn ein überregionales Energieversorgungsnetz existiert und man die erzeugte Energie in dieses einspeist bzw. die Verbraucher Ihre Energie aus diesem Netz beziehen. Beide Betriebsarten stellen verschiedene Anforderungen an den Energieerzeuger.
Beim Inselbetrieb ist das Problem der Versorgungssicherheit zu lösen, da eine solare Energieversorgung nur bei Sonneneinstrahlung funktioniert. Somit muß die gewonnene Energie gespeichert werden.
Da ein Solargenerator Gleichstrom produziert, können entweder nur entsprechende Verbraucher verwendet werden oder man hat nach der Speichereinrichtung (Akkumulator) noch einen Wechselrichter vorzusehen, welcher den Betrieb von herkömmlichen Verbrauchern ermöglicht.

Abb. 1: Blockschaltbild einer Photovoltaikanlage im Inselnetz

Als Energiespeicher können zum Beispiel herkömmliche Bleiakkumulatoren verwendet werden. Die Speicherung bringt aber auch erhöhte Verluste und Kosten mit sich, so daß man, wo möglich, den Netzbetrieb vorzieht.
Im Netzbetrieb ist zu beachten, daß der generierte Gleichstrom wechselgerichtet werden muß, dafür kann aber auf die Energiespeicherung verzichtet werden. Das Netz stellt nötige Energie bereit und nimmt überschüssige Energie auf.

Abb. 2: Blockschaltbild einer Photovoltaikanlage im Netzparallelbetrieb

An die Wechselrichtung werden recht hohe Ansprüche gestellt, da die Netzbetreiber sehr enge Grenzen für die Spannung und das Frequenzverhalten setzen.

Quelle: TU Berlin Institut für Energietechnik - Erneuerbare Energien