17. Oktober 2021

Photovoltaik

Weltweit wird die Bedeutung von Sonnenenergie zur Erzeugung von Strom immer größer. Ursprünglich stammt diese Technik aus der Raumfahrt, wo die Raumflugkörper seit jeher die Sonnenergie zur Stromerzeugung nutzen. Mittlerweile wird die Technik in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten genutzt. Ein bekanntes Beispiel sind hier Taschenrechner, die sich in fast jedem Büro oder Haushalt mit Licht betreiben lassen.

Photovoltaik - Sonnenenergie wird zu Strom - © LosRobsos - Fotolia.com

Photovoltaik - Sonnenenergie wird zu Strom - © LosRobsos - Fotolia.com


Einen solchen Prozess der Stromerzeugung aus Sonnenenergie bezeichnet man als Photovoltaik oder auch Fotovoltaik. Für die Stromerzeugung werden Solarzellen genutzt, welche die kurzwellige Strahlungsenergie der Sonne für die direkte Stromerzeugung nutzen. Vielen ist das Potential der Sonnenergie völlig fremd. So beträgt die jährliche Sonnenergie welche auf die Erde trifft ca. 1,5 × 1018. Könnte man diese Energie komplett nutzen, so würde man damit den weltweiten Bedarf mehr als 15.000 mal decken. Jedoch wird die Wirkung der Sonnenergie durch Faktoren wie Atmosphäre und Wolken reduziert. Durch den Einsatz von Photovoltaik kann man sauberen Strom erzeugen, da hier keine Nebenprodukte wie Kohlendioxid entstehen.

Für die Erzeugung werden einzelne Solarzellen zu sogenannten Solarmodulen zusammengeschaltet. Ein Solarmodul besteht aus einer Glasscheibe und einer transparenten Kunststoffschicht für die einzelnen Solarzellen. Solarzellen bestehen aus mono- oder polykristallinen, welche elektrisch verbunden sind. Weltweit werden Solarzellen zu 95% aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt. Zwischen zwei einzelnen Schichten wird eine Spannung aufgebaut, welche abgegriffen werden kann. Zwar ist der hier abgegriffene Strom sehr gering, jedoch ist die Menge an Solarzellen entscheidend. Da die einzelnen Module in Reihe geschaltet werden können, kann man durch Photovoltaik ganze Wohneinheiten mit Strom versorgen.

Problematisch am Einsatz der Photovoltaik ist die Abhängigkeit von einer permanenten Sonneneinstrahlung. Ähnlich verhält es sich auch mit der Windkraft, die auf gute Windverhältnisse angewiesen ist. Trotzdem greifen auch immer mehr private Haushalte auf Solarmodule zurück und bringen diese auf Dächern an, um unabhängiger von den Strompreisen zu werden. In einigen afrikanischen Ländern werden in der Wüste ganze Solarparks erbaut, um dort durch Photovoltaik Strom zu erzeugen.