Einleitung in die erneuerbaren Energien
 

    Der Gebrauch von erneuerbaren Energien, wie die der Sonne, des Windes oder des Wassers, ist sehr alt. Schon  Jahrhunderte vor unserer Zeit nutzten die Menschen diese Energiequellen. Der Nutzen drang vor bis in die Industrielle Revolution wurde jedoch durch das preisgünstige Erdöl damals jedoch abgelöst.

    Da in den letzten Jahren der Preis für fossile Brennstoffe erheblich gestiegen ist und die Umwelt sehr unter dem Nutzung solcher Brennstoffe leidet, müssen wir wieder auf diese Energien zurückgreifen.

    Erneuerbare Energien sind unerschöpflich und sauber. Sie können direkt dort genutzt werden wo sie entstehen. Sie müssen allerdings kombiniert werden, da an sonnigen und klaren Tagen meist kein Wind weht, jedoch sehr viel Energie aus der Sonne gewonnen werden kann! An anderen Tagen, an denen die Sonnenenergie durch Wolken eingeschränkt ist, ist anzunehmen dass mit großer Wahrscheinlichkeit die Nutzung der Windkraft in Frage kommt.
 


    Wie produziert man Energie aus Sonne Wind und Wasser

I. Energie von der Sonne: Photovoltaische Solarzelle


Sonnenfolger mit 44 PV Modulen (SOLÉNER)

    Die einfachste Methode die Energie der Sonne einzusammeln, ist die Photovoltaische Umwandlung. Hierbei wird mit Hilfe bestimmter Zellen die Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die Zellen werden aus reinem Silizium hergestellt, das jedoch vorerst verunreinigt und mit anderen chemischen Elementen behaftet ist. Solche Zellen sind in der Lage von 2 bis 4 Ampere eine Spannung von 0,46 bis 0,48 Volt zu erzeugen. Die Zellen fangen beide Arten von Strahlungen ein, direkte und indirekte, dies hat zufolge, das sogar an bewölkten Tagen ohne direkte Sonneneinstrahlung Energie erzeugt werden kann. Die Zellen werden in Reihen aneinander gefügt um so genannte Module zu erhalten, die später eine verwendbare Spannung für elektrische Anwendungen erreichen. Diese Module wandeln die Sonnenenergie direkt in Gleichstrom um der somit in Batterien gespeichert werden kann um eingesetzt zu werden wenn die Wetterlage keine Produktion von Energie erlaubt.
 
 
II. Energie aus Wind : Windgeneratoren

    Eine andere Alternative um  Elektrizität zu produzieren ist die Windenergie: Man benötigt hierzu so genannte Windgeneratoren. Diese Generatoren sind in der Lage eine Umwandlung einer drehenden mechanischen Bewegung in eine elektrische Umzuwandeln. Die “Windmühle” wird durch den Wind angetrieben und verursacht durch seine Drehbewegung die Wirkung eines Dynamos. Es kann allerdings auch ein Wechselstromerzeuger sein. Dies hat einen deutlich besseren Wirkungsgrad, da er schon bei geringer Umlaufgeschwindigkeit Strom erzeugt, und bei höherer Drehzahl deutlich mehr.
 

 
Windgenerator Vélter II
 

III. Energie aus Wasser: Wasserkraft

    Es ist eine interessante Anwendung für kleine Installationen in der Nähe von kleinen sprungartigen Wasserhöhenunterschieden. In der Regel werden hier Energiespannen von 100W bis 5 kW erreicht.  Die Anwendungsgebiete hier sind ernorm. Mehr als ein Drittel unserer Menschheit hat nicht die Möglichkeit Trinkwasser selbst zu gewinnen.
 
 

Pelton turbine (SOLÉNER)

 


    Vorteile

    - Einmalige Bezahlung, es fallen keine zusätzlichen Kosten an und der Elektrische Strom ist dann kostenlos.
    - Die Installationen, die photovoltaische Module verwendet, kann ohne hohe Kosten sowie ohne Fachkundiges Personal erweitert werden.
    - Diese Quellen benötigen keine Kraftstoffe und vermeiden somit die Unannehmlichkeiten des Versorgungsmaterials und deren Gefahren, die durch ihre Abgase entstehen.
    - Die Elektrizität, die produziert wird, ist in Form von Gleichstrom und im Allgemeinen die der ungefährlichen Niederspannung.
    - Solarenergie wird an der selben Stelle wo sie verbraucht wird auch produziert:  Transformatoren, unterirdische Kabel und Verteilungsnetze durch die Straßen sind nicht erforderlich
    - Es gibt keine Klimaauswirkung auf unsere Umwelt, da keine Abgase Dämpfe sowie Abfallprodukte entstehen. Es ist der Ursprung aller anderen Energiearten und gleichzeitig die naturfreundlichste.
    - Die Energiequellen besitzen die Fähigkeiten sich vom Klima unabhängig zu machen
    - Es ist keine Wartung an den Modulen nötig und gereinigt werden müssen sie auch nicht, da sie dem Regen ausgesetzt sind.
    - Es ist möglich, herkömmliche elektrische Installationen durch den Gebrauch der Inverter zu benutzen, die Wechselstromstrom an 220V liefern
    - Die Größe der Module ist sehr vielfältig, d.h. sie können sehr einfach auf Hausdächern montiert werden. Es gilt jedoch zu beachten, dass die Module möglichst wenig Schatten ausgesetzt sind.
    -  Die beiden Möglichkeiten Wind und Sonne zu Kombinieren ist das empfehlenswerteste, da die beiden Alternativen sich wunderbar ausgleichen. An Tagen an denen die Sonne scheint und es kaum bewölkt ist, wird höchstwahrscheinlich nur geringfügig Wind vorhanden sein, und umgekehrt.


    Bestandteile einer Installation
 

    Der Generator ist der grundlegende Bestandteil der Installation.  Er besteht aus einer Gruppe von photovoltaischen Modulen oder Windgeneratoren oder einer Mischung aus beiden, die die Energie von der Sonne und/oder von Wind sammeln, und wandelt ihn in Gleichstrom an einer Niederspannung um (normalerweise 12 oder 24 V).  Ein Beispiel der Eigenschaften eines photovoltaischen Moduls kann hier gesehen werden.


Eine Kombinierte Photovoltaische Installation
 

    Batterie: die Batterie dient zur Speicherung der aus Sonne, Wind oder Wasser gewonnenen Energie. Es ist vor allem dann notwendig wenn die Energie gebraucht wird wenn es windstill ist und die Sonne nicht scheint.
 

 
Batterieraum von einer 200 kW Installation (Senegal)

    Eine Batterieanlage besteht aus einer Gruppe von Batterieelementen, von denen jedes Element eine Spannung von 2 Volt produziert. D.h. man benötigt für geforderte 12 Volt, eine Batterie mit 6 Zellen die dann in Reihe geschaltet werden. Eine Batterie mit 12 Zellen in Reihe geschaltet ergäbe dann 24 Volt usw.

    Die Menge von Energie, die eine Batterie speichern kann, hängt von ihrer Kapazität ab. Diese wird in Amperestunden gemessen (zum Beispiel:  wenn die Leistungsfähigkeit 100% sein soll, kann eine 100-Amperestunden-Batterie 1 Ampere 100 Stunden lang oder 2 Ampere 50 Stunden lang oder 5 Ampere 20 Stunden lang liefern)

    Die Anzahl der Tage die eine Batterie Energie der Anlage liefern kann, ohne vom Generator aufgeladen zu werden, hängt von der Kapazität ab. Desto mehr Amperestunden, desto höher die Anzahl der Tage. Man sollte bei der Auslegung der Batterie diese Aspekte überdenken, so dass die Kosten hierführ nicht den Rahmen sprengen.
 

 
Digitales Aufladesteuerpult von SOLÉNER (OEM Version)
 

    Aufladesteuerpult: das vorgeschriebene System hat im Allgemeinen drei Funktionen
    - Eine Überladung der Batterie verhindern, da sonst Schäden an der Batterie entstehen können
    - Vermeidung einer Entladung
    - Das System an seinem Leistungsmaximum funktionieren lassen
 

    Der Aufladesteuerpult ist eines der wichtigsten Elemente in einem photovoltaischen System, da das Batterieleben ausschliesslich von seinem korrekten Betrieb abhängt.
 
 

Hoch effiziente elekronische Lampe (SOLÉNER)
 

    Beleuchtungssysteme:  Die Beleuchtungssysteme sollten von hoher Leistungsfähigkeit und von niedrigem Verbrauch sein:  Elektronische Lampen, Leuchtstoffröhren, Natriumdampflampen, usw..  Diese Art von Lampen widerstehen auch Versorgungsmaterial-Spannungsveränderungen (eine Spannungsveränderung von 20% kann eine weißglühende Lampe zerstören, während Leuchtstoffröhren diese Veränderungen widerstehen können).
 


Hoch effiziente Kühlschränke

    elektrische Geräte: Vor allem solche Geräte sollten sehr leistungsfähig sein und einen niedrigen Verbrauch haben, da sie sehr lange oder sogar den ganzen Tag aktiv sind.

 

Sinuswelleninverter von SOLÉNER
 

    Inverter: Die meisten herkömmlichen Geräte benötigen Wechselstrom bei 220V und eine Frequenz von 50 Hz. Um auf diese Art von Energie “umzuschalten” ist ein sogenannter Inverter notwendig (DC/AC) Er wandelt den Strom von Gleich- nach Wechselstrom. Die Wahl des Inverters hängt von der Inbetriebnahme der gewünschten Geräte ab. Wenn beispielsweise nur ein Fernsehgerät, ein PC und weitere andere kleine Geräte angschlossen sind, würde ein quadratischer Welleninverter völlig ausreichen.
Wenn die Anforderungen jedoch höher angesetzt werden, d.h. Geräte in Betrieb genommen werden die eine sinusförmige Wellenquelle benötigen, muss ein “Sinuswelleninverter” verbaut werden. Wir produzieren die geänderten quadratischen Welleninverter, die für alle Anwendungen verwendbar sind, mit einem Wirkungsgrad von über 95%, die die Verluste im Gleichstrombereich auf Wechselstromwandlung kompensieren. Auf diese Art ist es möglich, Wechselstromstrom bei 220 Volt und 50 Hz zu haben und somit kein Problem bei der vollständigen Installation - Geräte und Ablichtung gleich –die Versorgung zu betreiben. Die allgemeine Leistungsfähigkeit des Systems wird dadurch ebenfalls verbessert, weil der Spannungsabfall bei 220 Volt Linien viel niedriger ist als wie bei 12 oder 24 Volt ist.  Ebenso werden in unserem Hause “Sinuswelleninverter” mit hohem Wirkungsgrad, die mit einem Mikroprozessor und einer Anzeige ausgestattet sind, um ununterbrochen Informationen über den Zustand zu vermitteln, gefertigt.

 
 
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