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Was ist Photovoltaik?

Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie. Nach ersten Einsätzen in der Raumfahrt wird die Technik verstärkt auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden und auf Freiflächen. Photovoltaikanlagen werden in Deutschland überwiegend zur Netzeinspeisung konzipiert. Der von den Solarmodulen aus Sonnenlicht erzeugte Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in das elektrische Netz eingespeist. Ein Einspeisezähler erfasst die elektrische Solarenergie zur Abrechnung mit dem Netzbetreiber. Die Vergütung erfolgt mit gesetzlich festen Vergütungssätzen über einen Zeitraum von 20 Kalenderjahren plus das Jahr der Inbetriebnahme.

 Photovoltaikanlage Schema
Funktionsschema:
Eine Photovoltaikanlage besteht aus Modulen (1), deren Solarzellen mithilfe des Sonnenlichts Gleichstrom erzeugen. Dieser wird in einem Wechselrichter (2) in netzkompatiblen Wechselstrom umgewandelt und über einen Zähler (3) ins öffentliche Stromnetz (4) eingespeist. Der benötigte Haushaltsstrom kommt regulär über einen Bezugszähler (5) aus dem Netz ins Haus. (Quelle: house and more Nr. 3/2009, BSH)

Wie funktioniert eine Solarzelle?
Bei einfallendem Licht auf eine Solarzelle, werden Elektronen freigesetzt. Dabei werden mit Hilfe einer beabsichtigten Unreinheit der Vor- und Rückseite positive Ladungsträger gebildet, die sich zu einer Seite der Solarzelle bewegen und zu der entgegengesetzten Seite orientieren. Somit wird ein Plus- und Minuspol erzeugt. Jetzt könnte unter Zuhilfenahme eines Verbrauchers elektrischer Strom fließen. Um größere Mengen an Strom, in diesem Fall Solarstrom zu erzeugen, ist es notwendig, mehrere Solarzellen miteinander zu verbinden. Einen Verbund mehrerer Solarzellen bezeichnet man als Modul (Solarmodul oder PV- Modul). Bei der Herstellung der Solarmodule werden die miteinander verbundenen Solarzellen laminiert, verglast und in den meisten Fällen mit einem Aluminiumrahmen versehen, der für Steifigkeit sorgt. Die meisten Solarmodule unterlaufen einigen Tests, wie z.B. einem Belastungstest, bevor sie für den Verkauffrei gegeben werden.

Solarstrom
Als Solarstrom bezeichnet man umgangssprachlich elektrische Energie, die aus Sonnenenergie umgewandelt wurde (Photovoltaik Energie). Bei dieser Form der Umwandlung von Licht in elektrischen Strom, spricht man von dem sog. photoelelrischen bzw. photovoltaischen Effekt. Diese Form von Energie (Solarstrom) zählt zur Gruppe der erneuerbaren Energien, da sie auf der Erde ständig zur Verfügung steht und die Sonne, nach menschlichen Maßstäben betrachtet, mit einer voraussichtlichen Brenndauer von noch etwa 5 Milliarden Jahren, eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle darstellt. Der Ressourcenverbrauch auf der Sonne wird dabei im Verhältnis zu der Zeit, die der Mensch auf der Erde lebt, vernachlässigt

Leistung einer Photovoltaikanlage
Die Leistung von Photovoltaikanlagen wird üblicherweise in der Einheit „kWp“ angegeben. Gemeint ist hierbei die Nennleistung der Solarmodule unter besten Sonnenscheinbedingungen. Für eine Leistung von 1 kWp wird eine Solargeneratorfläche von 8-10 m² benötigt.

Der Jahresertrag ist abhängig vom Standort und der Qualität der eingesetzten Solarmodule und Wechselrichter. In Nord- und Mitteldeutschland werden jährlich von guten Anlagen 850 – 950 kWh je kWp installierte Leistungen erbracht, in Süddeutschland sind es 900 – 1.000 kWh.

Weitere Informationen sind in der freien Online-Enzyklopädie wikipedia zu finden.

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