Wie kombiniert man Windkraftanlagen und Photovoltaik-Panele?

Die Kombination von Windkraftanlagen und Photovoltaik-Modulen, dem sogenannten „Wind-Solar-Hybridsystem“, ist eine Strategie zur effektiven Nutzung erneuerbarer Energien.

Arbeitsprinzip

Funktionsprinzip der Windkraft

Der Wind wird genutzt, um die windmühle rotorblätter in Rotation zu versetzen und dann die Drehzahl mittels eines Auftriebsgetriebes zu erhöhen, um den Generator zum Stromerzeugen zu bewegen. Gemäß der Windmühlen-Technologie ist es möglich, Strom bei einer Brise von etwa drei Metern pro Sekunde (der Stufe der leichten Brise) zu erzeugen.

Grundsatz der Photovoltaik-Erzeugung

Das photovoltaische Effekt an der Halbleitergrenzfläche wird genutzt, um Lichtenergie direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Wenn Sonnenlicht auf die Photodiode trifft, wandelt die Photodiode die Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie um und erzeugt Strom.

Kombinationsmethode

Systemaufbau

Die wind-Solar-Hybridsystem umfasst im Allgemeinen Windturbinen, Solarmodul-Anordnungen, Controller, Batteriepakete, Wechselrichter, Kabel und Tragstrukturen sowie zusätzliche Komponenten.

Verbindungsart

Photovoltaik-Module und Windturbinen sind beide unabhängige Erzeugungsverfahren. Sie sind nicht direkt miteinander verbunden, aber der Wechselrichter, ein wichtiges Gerät, kann verwendet werden, um die beiden zu verbinden. Die Funktion des Wechselrichters besteht darin, den Gleichstrom von Photovoltaik-Modulen und Windkraftanlagen in Wechselstrom umzuwandeln, damit der Strom ins Stromnetz eingespeist werden kann. In praktischen Anwendungen können mehrere Photovoltaik-Module und Windturbinen an einen Wechselrichter angeschlossen werden, um die Stromerzeugung weiter zu verbessern.

Vorteile

Starke Komplementarität

Windturbinen und fotovoltaik-Panele ergänzen sich gegenseitig. Die Photovoltaik-Erzeugung ist tagsüber groß, während Windenergie dominiert, wenn der Wind stark ist oder nachts, wenn Photovoltaik keine Energie erzeugen kann. Aus der Perspektive der Leistungsausgabe hat das Wind-Solar-Hybridsystem eine gute Komplementarität.

Verbesserung der Gesamterzeugungseffizienz

Die kombinierte Nutzung des Wind-Solar-Hybridsystems ermöglicht es, die Erzeugungsvorteile zu unterschiedlichen Zeiten und unter verschiedenen Bedingungen voll auszuschöpfen, um die Gesamterzeugungseffizienz zu verbessern.

Zusammengefasst bietet die kombinierte Nutzung von Windkraftanlagen und Photovoltaik-Paneelen einen effektiven Weg, die Gesamterzeugungseffizienz zu steigern. In praktischen Anwendungen muss auf Faktoren wie Systemaufbau, Verbindungsart, Sicherheitsrisiken und Wartungskosten geachtet werden, um den stabilen Betrieb und die effiziente Energieerzeugung des Systems sicherzustellen.