umwandlungs
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Photovoltaikanlage<br />
G&<br />
P<br />
verl , Opt<br />
P<br />
verl , Pot<br />
P<br />
verl , Dif<br />
P<br />
verl , WR<br />
P<br />
PV −Fläche<br />
verl , Tra<br />
= G&<br />
G ⋅ APV<br />
= G&<br />
PV −Fläche<br />
⋅η<br />
= G&<br />
PV −Fläche<br />
⋅η<br />
= G&<br />
PV −Fläche<br />
⋅η<br />
= G&<br />
PV −Fläche<br />
⋅η<br />
= G&<br />
⋅η<br />
PV −Fläche<br />
Energiebilanz:<br />
G&<br />
Einbindung von Solar- und Windkraft-Anlagen in dezentrale Energieversorgungssysteme<br />
Abbildung 3-9: Prinzipielle Darstellung der integralen Bilanz einer Photovoltaikanlage.<br />
P elekt = PV − Fläche − Pverl<br />
, Opt − Pverl<br />
, Pot − Pverl<br />
, Diffus − Pverl<br />
, Tra − Pverl<br />
, WR<br />
Exergiebilanz:<br />
& & & &<br />
T − T<br />
&<br />
T − T<br />
= & − Δ &<br />
∫ T ∫ T<br />
– 49 –<br />
Solarstrahlung<br />
G& −<br />
o Photonen mit zu geringer Energie<br />
o Überschüssige Photonenenergie<br />
o Diffusionsstrom<br />
P verl,<br />
Dif<br />
( spez.<br />
Solarstrahlung<br />
⋅ PV − Fläche)<br />
Opt K ηOpt<br />
≈ 0,<br />
11 ( Optik )<br />
Pot K η Pot ≈ 0,<br />
56 ( Photonen )<br />
Dif K η Dif ≈ 0,<br />
17 ( Diffusion )<br />
WR K ηWR<br />
≈ 0,<br />
03 ( Wechselrichter)<br />
K η ≈ 0,<br />
01 ( Trafo)<br />
Tra<br />
Tra<br />
P verl,<br />
Pot<br />
Gleichung 3-13<br />
U<br />
U<br />
P elekt Ex<br />
PV − Fläche − Ex<br />
verl , Opt − Ex<br />
verl , Pot − Ex<br />
verl , Diffus − dQ<br />
verl , Tra − dQ<br />
verl , WR Ex<br />
verl , irrev<br />
o Reflexion<br />
o Abschattung<br />
Gleichung 3-14<br />
Wie bei der Windkraftanlage werden die Daten der nutzbaren elektrischen Energie an die<br />
Verbraucher, das Stromnetz oder die Batterie übergeben. Allerdings ist für die Übermittlung an<br />
die Verbraucher und das Stromnetz noch ein Wechselrichter notwendig, da das im<br />
Programmpaket TRNSYS verwendete Typ 94a für die Photovoltaik die elektrische Energie in<br />
Form von Gleichstrom ausgibt. Als Wechselrichter wird das TRNSYS-Type 48a mit einem<br />
angenommenen Wirkungsgrad von 95 Prozent verwendet. Die Parametergrundlage für das<br />
TRNSYS-Type 48a bilden die technischen Daten des Photovoltaik-Moduls der Firma „SOLARA<br />
AG“ vom Typ „S860TI“.<br />
Zur Simulation werden 300 Module zusammengefasst. Der Anstellwinkel beträgt 45° und es<br />
wird davon ausgegangen, daß genügend Flächen verschattungsfrei und nach Süden ausgerichtet<br />
zur Verfügung stehen. Die Modulfläche beträgt inklusive Rahmen knapp 400 m². Die<br />
Peakleistung beträgt insgesamt 51 kWP. Für größere Leistungen werden die Erträge dieses<br />
Feldes multipliziert.<br />
PV<br />
Pelekt<br />
Fläche<br />
Elektrische<br />
Leistung<br />
o Trafo<br />
o Wechselstromkomponenten<br />
P verl,<br />
Opt<br />
P Verl,<br />
Tra<br />
P Verl,<br />
WR<br />
o Wechselrichter<br />
o Gleichstromkomponenten
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