Was ist Gleichstrom? Einfach erklärt – und warum er für Solaranlagen wichtig ist
Technik & Komponenten
Gleichstrom steckt in Solarmodulen, Akkus, Smartphones und Elektroautos. Auch dein Balkonkraftwerk erzeugt zunächst Gleichstrom. Damit du diesen Strom im Haushalt nutzen kannst, übernimmt der Wechselrichter eine wichtige Aufgabe: Er wandelt ihn in Wechselstrom um.
Doch was genau ist Gleichstrom, worin unterscheidet er sich von Wechselstrom und warum spielt er bei Photovoltaik eine so große Rolle?
Was ist Gleichstrom?
Bei Gleichstrom fließt der elektrische Strom dauerhaft in dieselbe Richtung. Die englische Bezeichnung lautet Direct Current, abgekürzt DC. Das unterscheidet Gleichstrom vom Wechselstrom, kurz AC. Beim Wechselstrom ändert sich die Stromrichtung regelmäßig. Das deutsche Stromnetz arbeitet mit Wechselstrom bei einer Netzfrequenz von 50 Hertz.
Wichtig: Gleichstrom bedeutet nicht automatisch, dass Spannung und Stromstärke immer gleich hoch bleiben. Entscheidend ist, dass sich die Richtung des Stromflusses nicht umkehrt. Die technische Stromrichtung verläuft vom Pluspol zum Minuspol. Elektronen bewegen sich physikalisch in die entgegengesetzte Richtung.
Wo kommt Gleichstrom im Alltag vor?
Gleichstrom begegnet dir häufiger, als du vielleicht vermutest. Typische Beispiele sind:
- Batterien
- Akkus
- Solarmodule
- Smartphones
- Laptops und Tablets
- USB-Anschlüsse
- LED-Technik
- Batteriespeicher
- Elektroautos
Viele elektronische Geräte arbeiten intern mit Gleichstrom, obwohl sie an einer Steckdose mit Wechselstrom angeschlossen werden. Das Netzteil übernimmt die Umwandlung und stellt die passende Gleichspannung für das Gerät bereit.
Warum erzeugen Solarmodule Gleichstrom?
Solarzellen wandeln Licht direkt in elektrische Energie um. Dabei entsteht Gleichstrom. Das gilt für große Photovoltaikanlagen ebenso wie für ein Balkonkraftwerk. Sobald Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, werden elektrische Ladungen bewegt und es entsteht eine elektrische Spannung. Damit dieser Solarstrom in deinem Haushalt genutzt werden kann, braucht das Balkonkraftwerk einen Wechselrichter.
Was macht der Wechselrichter mit dem Gleichstrom?
Der Wechselrichter sitzt zwischen den Solarmodulen und dem Hausnetz. Er wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um und passt diesen an das Stromnetz an.
Vereinfacht sieht der Weg des Solarstroms so aus: Sonnenlicht > Solarmodul > Gleichstrom > Wechselrichter > Wechselstrom > Hausnetz
Bei einem Balkonkraftwerk übernimmt in der Regel ein Mikrowechselrichter diese Aufgabe. Neben der Umwandlung des Stroms überwacht und steuert er wichtige elektrische Werte. Moderne Geräte passen ihren Betrieb laufend an die Leistung der angeschlossenen Solarmodule an.
Gleichstrom und Batteriespeicher gehören zusammen
Auch Batteriespeicher arbeiten mit Gleichstrom. Eine Batterie nimmt elektrische Energie in Form von Gleichstrom auf und gibt sie wieder als Gleichstrom ab. Bei einem Balkonkraftwerk mit Akku hängt der genaue Stromweg vom Aufbau des Systems ab. Der von den Modulen erzeugte Gleichstrom kann bei bestimmten Systemen direkt zum Speicher gelangen. Bei anderen Lösungen wird elektrische Energie zwischen Gleich- und Wechselstrom umgewandelt. Bei jeder Umwandlung entstehen Verluste. Deshalb spielt der Aufbau des gesamten Systems eine wichtige Rolle.
Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom?
Der wichtigste Unterschied liegt in der Richtung des Stromflusses. Bei Gleichstrom fließt der Strom dauerhaft in dieselbe Richtung. Deshalb wird er auch als DC bezeichnet, abgeleitet vom englischen Begriff „Direct Current“. Solarmodule erzeugen Gleichstrom, und auch Batterien sowie Akkus speichern elektrische Energie in dieser Form.
Bei Wechselstrom ändert sich die Stromrichtung dagegen regelmäßig. Die Abkürzung AC steht für „Alternating Current“. Das öffentliche Stromnetz und die Steckdosen in deinem Zuhause arbeiten mit Wechselstrom. In Deutschland wechselt die Stromrichtung dabei mit einer Frequenz von 50 Hertz.
Beide Stromarten haben damit unterschiedliche Aufgaben: Gleichstrom spielt vor allem bei Solarmodulen, Akkus und elektronischen Geräten eine wichtige Rolle, während Wechselstrom für die Versorgung von Haushalten und die Verteilung im Stromnetz genutzt wird.
Wie erkennt man Gleichstrom eigentlich?
Auf Geräten und technischen Unterlagen wird Gleichstrom meist mit DC oder dem Zeichen ⎓ gekennzeichnet. Wechselstrom erkennst du dagegen an der Abkürzung AC oder dem Zeichen ~.
Eine niedrige Spannung bedeutet nicht automatisch, dass es sich um Gleichstrom handelt. Auch Wechselstrom kann mit niedrigen Spannungen vorkommen. Entscheidend ist deshalb immer die Kennzeichnung des Geräts.
Fazit: Ohne Gleichstrom kein Solarstrom
Gleichstrom ist ein Grundbaustein moderner Energietechnik. Solarmodule erzeugen ihn, Batterien speichern ihn und zahlreiche elektronische Geräte nutzen ihn.
Bei deinem Balkonkraftwerk beginnt die Stromerzeugung deshalb immer auf der Gleichstromseite. Erst der Wechselrichter macht daraus den Wechselstrom, den dein Hausnetz benötigt.
„Wer diesen Weg versteht, versteht auch das Grundprinzip eines Balkonkraftwerks: Das Modul erzeugt Strom, der Wechselrichter wandelt ihn um und dein Haushalt nutzt ihn", sagt Markus Struck, Geschäftsführer von kleines kraftwerk.
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