Analyse der Auswirkungen des PV-Montagesystems auf dem Balkon auf die Kohlenstoffemissionen von Haushalten

Grundprinzipien einer Balkon-Photovoltaikanlage

Die PV-Montagesystem für den Balkon besteht in der Regel aus Solarmodulen, Mikro-Wechselrichtern, Halterungssystemen, Kabeln und notwendigen Überwachungsgeräten. Seine Kernfunktion besteht darin, Sonnenenergie durch Photovoltaikmodule unter Sonnenlicht in Gleichstrom umzuwandeln und ihn dann durch Wechselrichter für den Hausgebrauch in Wechselstrom umzuwandeln. Das System kann in den Haushaltsstromkreis integriert werden, um Haushaltsgeräte anzutreiben, oder es kann an das Stromnetz angeschlossen werden, um einen selbsterzeugten und selbstgenutzten Betriebsmodus zu erreichen, bei dem überschüssiger Strom an das Netz angeschlossen wird. Dieser Prozess ist nicht auf die herkömmliche Stromerzeugung aus Kohle, Erdgas oder Öl angewiesen und kann daher die durch den Stromverbrauch verursachten Kohlenstoffemissionen wirksam reduzieren.

Die impact of traditional electricity use on carbon emissions

Derzeit stammt der von den meisten städtischen Haushalten verbrauchte Strom hauptsächlich aus einem auf fossilen Energieträgern basierenden Stromsystem, zu dem Kohlekraft, Gaskraft und einige Wasserkraft gehören. Fossile Energie setzt bei der Stromerzeugung viel Kohlendioxid frei. Am Beispiel der Kohleverstromung werden pro erzeugter Kilowattstunde Strom etwa 0,9 kg Kohlendioxid ausgestoßen. Wenn eine Familie 10 Kilowattstunden Strom pro Tag verbraucht, werden jedes Jahr indirekt mehr als 3 Tonnen Kohlendioxidemissionen allein durch Strom verursacht. Daher sind Veränderungen in der Struktur des Energieverbrauchs der Haushalte von praktischer Bedeutung für die Reduzierung der CO2-Emissionen insgesamt.

Substitutionseffekt der Balkon-Photovoltaik-Stromerzeugung

Sobald das Balkon-PV-Montagesystem in Betrieb genommen wird, kann es fossilen Strom im Haushaltsstromverbrauch teilweise ersetzen. Am Beispiel eines gewöhnlichen 300-W-Photovoltaikmoduls für kleine Balkone kann es bei einer jährlichen durchschnittlichen täglichen Stromerzeugung von 1,2 kWh in Gebieten mit ausreichend Sonnenschein etwa 438 kWh Strom pro Jahr erzeugen. Wenn dieser gesamte Strom für den täglichen Stromverbrauch im Haushalt verwendet wird, entspricht dies einer Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um etwa 393 kg pro Jahr (berechnet mit 0,9 kg Kohlendioxid pro Kilowattstunde). Wenn mehrere Module auf dem Balkon installiert werden, erhöht sich die Stromerzeugung weiter und der Substitutionseffekt wird deutlicher.

Die impact of the proportion of self-generation and self-use on emission reduction effect

Im netzgekoppelten Betrieb kann die Balkon-Photovoltaikanlage zunächst Strom für den Hausgebrauch erzeugen und den überschüssigen Strom ins Netz zurückspeisen. Bei der Reduzierung der CO2-Emissionen gilt: Je höher der Anteil der Eigenerzeugung und des Eigenverbrauchs, desto direkter ist der Effekt des Ersatzes von herkömmlichem Strom. Insbesondere während der Spitzenzeit des Stromverbrauchs am Tag kann die Balkon-Photovoltaikanlage Kühlschränke, Fernseher, Computer und andere Geräte mit Strom versorgen und so die Abhängigkeit von externer Elektrizität verringern. Wenn dagegen der gesamte Strom in das Netz zurückgespeist wird, kann dies zwar immer noch Vorteile bei der Emissionsreduzierung bringen, ist aber indirekter und hängt von der gesamten Energiestruktur des Netzes ab.

Anwendbarkeit der Balkon-Photovoltaik in städtischen Haushalten

Die balcony space of urban residences, especially high-rise apartments, is limited, and the installation area is restricted, so the system power is generally low. But even so, small photovoltaic systems can still provide some green energy supply to a certain extent. For example, electricity is generated during the day for laptops and lighting equipment, and power is supplied by the power grid at night, which can form a "photovoltaic storage complementary" living mode. If combined with household energy-saving measures, such as the use of energy-saving lamps and high-efficiency electrical appliances, the emission reduction effect of the balcony photovoltaic system will be further enhanced.

Die impact of solar energy resources on emission reduction capacity

Die carbon emission reduction capacity of the balcony photovoltaic system is closely related to the local solar energy resource conditions. In areas with abundant sunshine resources (such as some cities in the southwest and north China), the system has a higher annual power generation and a higher emission reduction efficiency per unit area; while in rainy and haze-stricken areas, the annual average power generation is limited, and the emission reduction effect will be reduced. But even in cities with average resource conditions, the balcony photovoltaic system can still provide stable power output in clear weather, realize the replacement of some traditional energy power, and thus achieve the effect of continuous carbon reduction.

Die comprehensive effect of reducing carbon footprint

Die carbon emission reduction effect of the balcony photovoltaic system is not limited to electricity substitution. As a promotion carrier for green energy equipment, it can also enhance the awareness and practice of low-carbon living concepts in families. For example, after installing a photovoltaic system, some families will actively adjust the electricity consumption time and concentrate on running high-energy-consuming equipment during the day to improve the utilization rate of photovoltaic power. This behavioral change not only optimizes the energy structure, but also helps the whole society to form a virtuous cycle of green consumption and carbon emission control.

Überlegungen zur CO2-Emission während der Installation und Nutzung

Obwohl es sich bei der Balkon-Photovoltaikanlage selbst um eine saubere Energieanlage handelt, verursachen ihre Herstellungs-, Transport- und Installationsprozesse auch bestimmte CO2-Emissionen. Beispielsweise benötigen Photovoltaikmodule während des Produktionsprozesses eine bestimmte Energiemenge, sodass bei der Bewertung der CO2-Reduktionswirkung der CO2-Fußabdruck des gesamten Lebenszyklus berücksichtigt werden muss. Die meisten Studien zeigen jedoch, dass Photovoltaikanlagen die durch die vorherige Herstellung verursachten Kohlenstoffemissionen innerhalb von 2-3 Jahren nach ihrer Inbetriebnahme „zurückzahlen“ können und die Kohlenstoffemissionen des danach erzeugten Stroms nahe Null liegen, sodass sie immer noch als wirksames Instrument zur Kohlenstoffreduzierung angesehen werden.

Synergie mit anderen CO2-armen Maßnahmen

Balkon-Photovoltaikanlagen werden üblicherweise im Rahmen der Energiewende im Haushalt eingesetzt und bilden Synergien mit Energiesparlampen, Smart-Home-Geräten, Energiespeichern und intelligenten Energiemanagementsystemen. Durch die Optimierung der gesamten Stromverbrauchsstruktur können die Vorteile der Emissionsreduzierung weiter verbessert werden. Beispielsweise kann die Nutzung des in Photovoltaik gespeicherten Stroms tagsüber zur Stromversorgung von Beleuchtung und mobilen Geräten in der Nacht dazu beitragen, den Stromverbrauch zeitlich zu verschieben und das öffentliche Stromnetz zu Spitzenzeiten zu entlasten. Dieser Synergiemechanismus bietet städtischen Familien flexiblere Optionen für grüne Energie.

Balkon-Photovoltaikanlagen haben ein gewisses Emissionsminderungspotenzial

Insgesamt können PV-Montagesysteme für Balkone tatsächlich bis zu einem gewissen Grad die Kohlenstoffemissionen von Haushalten reduzieren, indem sie einen Teil des herkömmlichen Stroms ersetzen und die Energieeffizienz der Haushalte verbessern. Obwohl seine Stromerzeugungskapazität durch die Installationsfläche und die Lichtverhältnisse begrenzt ist, ist es als Weg zur kohlenstoffarmen Umgestaltung städtischer Wohnhäuser von praktischer Bedeutung. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und der Stärkung der politischen Unterstützung wird erwartet, dass ihr Anwendungsbereich und ihre Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung weiter ausgeweitet werden und eine praktikable Grundlage für die Förderung umweltfreundlicher Lebensstile geschaffen werden.