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Photovoltaik-Anlage

Gehört zu:
Stromversorgung
Beschreibung:

Eine Photovoltaik-Anlage wandelt Lichtenergie, z.B. Sonnenenergie, mittels Solarzellen unter Ausnutzung des photoelektrischen Effekts in elektrische Energie um. Die grundlegenden Komponenten einer Photovoltaik-Anlage sind die Solarzellen, ein Wechselrichter, ein Transformator und eine Schaltanlage.

Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, die durch zugeführte Energie freie Ladungsträger (Elektronen und Defektelektronen) generieren. Zur Stromerzeugung ist eine Separation dieser Ladungen notwendig. Dies geschieht durch Anlegen eines elektrischen Feldes. Bei dem generierten Strom handelt es sich um Gleichstrom, der über den Sicherungskasten zum Wechselrichter geführt wird. Der Wechselrichter bereitet den Gleichstrom so auf, dass daraus zur Einspeisung in das lokale Stromnetz ein Dreiphasenwechselstrom wird. Am Wechselrichter selbst können elektrische und magnetische Wechselfelder im Bereich von 5 kHz - 100 kHz auftreten. Dem Wechselrichter nachgeschaltet ist ein Transformator, der die Spannung auf die Spannungsebene des lokalen Verteilernetzes hochtransformiert. Die Schaltanlage steuert schließlich die Einspeisung in das lokale Verteilernetz.

Frequenzbereiche:
  • 0 Hz–100 kHz
Feldtyp:
elektrisch und magnetisch

Messwerte (lt. Literatur)

Messgröße Wert Merkmal Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,6 µT (Maximum, gemessen) - in einem Abstand von 30 cm unterhalb der Solarzellen in einem Bereich mit zusätzlicher AC-Elektronik; Hauptfrequenzen bei 60 Hz und deren 1. Harmonische (120 Hz) [1]
magnetische Flussdichte 4,9 µT (Maximum, gemessen) - unterhalb der Solarzellen an einem Bereich mit zusätzlicher AC-Elektronik; Hauptfrequenzen bei 60 Hz und deren 1. Harmonische (120 Hz) [1]
magnetische Flussdichte 14,7–96 µT (gemessen) - am Transformator [1]
magnetische Flussdichte 0,103 mT (Maximum, gemessen) - an den Kabeln, die von den Solarzellen über den Generatoranschlusskasten zum Sicherungskasten verlaufen [1]
magnetische Flussdichte 110–177 µT (gemessen) - am Wechselrichter [1]
magnetische Flussdichte 0,171 mT (Maximum, gemessen) - am Sicherungskasten [1]
magnetische Flussdichte 0,277 mT (Maximum, gemessen) - im Umkreis des Wechselrichters [1]

Quellen

  1. Tell RA et al. (2015): Electromagnetic Fields Associated with Commercial Solar Photovoltaic Electric Power Generating Facilities