Solarplatten:
Das Herzstück eines kleines balkonkraftwerk sind Solarmodule, auch PV-Module genannt. Diese Panels bestehen aus mehreren Photovoltaikzellen aus Halbleitermaterialien, meist Silizium. Wenn Sonnenlicht auf die Oberfläche des Solarpanels trifft, regt es die Elektronen im Halbleitermaterial an und erzeugt einen Elektronenfluss, der einen elektrischen Strom erzeugt.
Wandler:
Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom (DC) ist für die meisten Haushalts- und Industrieanwendungen nicht direkt nutzbar. Ein zentraler Bestandteil eines Solarkraftwerks ist daher der Wechselrichter. Die Hauptfunktion des Wechselrichters besteht darin, den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, der die Standardform elektrischer Energie für Privathaushalte und Unternehmen darstellt.
Laderegler (optional):
In einigen kleinen Balkonkraftwerken, insbesondere in Inselnetzsystemen mit Batterien, kann ein Laderegler eingesetzt werden. Dieses Gerät reguliert die Strommenge, die in die Batteriebank fließt, um eine Überladung und Beschädigung der Batterien zu verhindern.
Batteriebank (optional):
Ein kleines Balkonkraftwerk kann mit oder ohne Batteriespeicher konzipiert werden. Wenn eine Batteriebank eingebaut ist, wird überschüssiger Strom, der in sonnigen Perioden erzeugt wird, in den Batterien gespeichert und kann später verwendet werden, wenn die Sonne nicht scheint oder während der Spitzenlastzeiten. Dadurch kann das Solarkraftwerk auch nachts oder an bewölkten Tagen eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleisten.
Netzgebundene Systeme:
In netzgekoppelten kleinen Balkonkraftwerken wird der von den Solarmodulen erzeugte Wechselstrom direkt in das örtliche Stromnetz eingespeist. Der Vorteil dieser Systeme besteht darin, dass der Benutzer seinen Stromverbrauch über das Netz ausgleichen kann, was zu potenziellen Einsparungen bei den Stromrechnungen führt. Darüber hinaus kann in Zeiten überschüssiger Solarenergieproduktion der überschüssige Strom zurück in das Netz exportiert werden, was dem Anlagenbesitzer manchmal sogar Gutschriften oder Anreize vom Versorgungsunternehmen einbringt.
Off-Grid-Systeme:
Im Gegensatz dazu sind netzunabhängige kleine Balkonkraftwerke nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Diese Systeme werden häufig in abgelegenen Gebieten eingesetzt, in denen der Netzzugang begrenzt oder nicht verfügbar ist. Netzunabhängige Systeme sind auf Batteriespeicher angewiesen, um überschüssige Energie für den Einsatz in Zeiten geringer oder keiner Sonneneinstrahlung zu speichern. Sie können auch Notstromquellen wie Generatoren umfassen, um eine kontinuierliche Stromversorgung sicherzustellen, wenn die Solarenergie nicht ausreicht.
Maximum Power Point Tracking (MPPT):
Um die Effizienz kleiner Balkonkraftwerke zu optimieren, sind viele moderne Anlagen mit der Maximum Power Point Tracking (MPPT)-Technologie ausgestattet. MPPT ermöglicht es dem System, die an den Wechselrichter gelieferte Spannung und den Strom kontinuierlich anzupassen, um sicherzustellen, dass die Solarmodule bei wechselnden Wetterbedingungen und Sonnenintensitäten mit maximaler Leistung arbeiten.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Funktionsprinzip eines kleinen Balkonkraftwerks darin besteht, die Sonnenenergie durch Solarmodule zu nutzen und sie mithilfe von Wechselrichtern in nutzbaren Strom umzuwandeln. Diese Systeme können als netzgebundene oder netzunabhängige Anlagen betrieben werden, mit der Option einer Batteriespeicherung für überschüssige Energie. Mit fortschreitender Technologie werden kleine Balkonkraftwerke immer effizienter, kostengünstiger und zugänglicher und spielen eine entscheidende Rolle beim globalen Übergang zu nachhaltigen und erneuerbaren Energiequellen.
