Information zu Photovoltaik

Photovoltaik? Was ist das?

Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie, meist aus Sonnenlicht, in elektrische Energie mittels Solarzellen.

Was ist eine Solarzelle und wie funktioniert sie?

Eine Solarzelle oder photovoltaische Zelle ist ein elektrisches Bauelement, das kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt.

Kern der heute weltweit am häufigsten eingesetzten Solarzellen ist ein Halbleitermaterial. Bei Lichteinstrahlung werden die negativen (Elektronen) von den positiven Ladungsträgern (Protonen) getrennt. Eine gezielte und gewünschte Verunreinigung im Halbleiter erzeugt ein elektrisches Feld, das die beiden Ladungsträger schließlich trennt. Die Trennung der Elementarteilchen führt dann zu einem Überschuss an Elektronen und einem Mangel an Protonen. Jeglicher Metallkontakt auf der Ober- und Unterseite der Solarzellen kann dazu verwendet werden, die elektrische Spannung abzunehmen.

Wo werden Solarzellen eingesetzt?

Seit 1958 wird sie in der Raumfahrt genutzt („Sonnensegel“). Inzwischen wird sie überwiegend auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet unter anderem Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden und auf Freiflächen.

Solarstrom durch Photovoltaik

Solarstrom ist DIE ANWENDUNG in den letzten Jahren geworden. Hierbei wird Lichtstrahlung von zumeinst unterschiedlichen dotierten Siliziumelementen in eine Gleichspannung  umgewandelt, welche dann mittels Wechselrichter in das öffentliche Netz eingespeist, oder selbst genutzt wird.

Obwohl hier der Wirkungsgrad deutlich geringer als bei thermischen Solaranlagen ist, wird im Gesamtjahresmittel doch eine relativ hohe Leistung je Fläche erzeugt. Solarstromanlagen funktionieren auch bei diffusen Licht und wandeln das ganze Jahr Strahlungen in elektrische Energie um, während thermische Anlagen zumeist im Winter kaum wärme erzeugen.

Durch eine mögliche Eigennutzung und immer günstiger gewordene Modulpreise wird hier mittelfristig der Übergang zur dezentralen Stromversorgung möglich. Eigennutzung mit einem hohen Deckungsgrad setzt Speichersysteme voraus, die momentan kostenrelevant noch nicht verfügbar sind. Durch die immer attraktiver werdende Elektromobilität ist aber auch hier dank der dringenden und immer intensiveren Suche nach Alternativen mittelfristig mit Lösungen zu rechnen.

Kann ich mit Hilfe der Sonne heizen, bzw. kühlen?

Ja, dank Solarkollektoren.

Was ist ein Solarkollektor?

Ein Sonnenkollektor oder auch Solarkollektor ist eine Vorrichtung zur Sammlung der im Sonnenlicht enthaltenen Energie, wobei diese Energie dann zur Heizung, Kühlung, Wasserdesinfektion, etc. Verwendung findet.

Wie funktionieren Solarkollektoren?

Zentraler Bestandteil des Kollektors ist der Solarabsorber, der Lichtenergie der Sonne in Wärme umwandelt und diese an einen ihn durchfließenden Wärmeträger abgibt. Mit Hilfe dieses Wärmeträgers wird die Wärme aus dem Kollektor abgeführt (z.B. über Wärmeüberträger) und anschließend direkt verwendet oder gespeichert.