Photovoltaik
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Photovoltaik wandelt die Strahlung der Sonne durch den photoelektrischen Effekt in elektrische Energie um. Dabei schlagen die Lichtstrahlen Elektronen aus dem Halbleitermaterial (Silicium) der Solarzellen aus, die dann als Gleichstrom ableitbar sind. Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in den haushaltsüblichen Wechselstrom um.
Man unterscheidet zwischen Inselanlagen (Anlagen zur netzunabhängigen Strom-versorgung), bei denen der Strom mittels Akkumulatoren gespeichert wird und so jeder Zeit zur Verfügung steht, und Netzparallelbetrieb (netzgekoppelten Anlagen), bei denen der Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden kann, was derzeit mit bis zu 50 EuroCent pro Kilowattstunde vergütet wird.
Inselanlage Netzparallelbetrieb
Für die Ermittlung der nutzbaren Energie ist die mittlere tägliche Globalstrahlung in den einzelnen Monaten des Jahres eine wichtige Eingangsgröße. Die Anlage erzeugt den meisten Strom wenn sie mit einer Neigung von 30°- 40° und nach Süden ausgerichet und nicht beschattet wird.
Die maximale Leistung einer Solarzelle (kWpeak, entspricht einer Son-neneinstrahlung von 1000 W/m² bei 25°C) wird nur an wenigen Stunden im Jahr erreicht. Eine 2kWp-Anlage (2000 Watt) erzeugt in Deutschland im Jahr durchschnittlich 1600 Kilowattstunden. Ein wirtschaftlicher Einsatz der Solarenergie ist nur unter Berücksichtigung der spezifischen Gegebenheiten möglich. Nach dem Vorschaltgesetz zur Photovoltaik gilt ein Basisvergütungssatz.
Die Lebensdauer einer Anlage liegt aufgrund fehlender Verschleissteile bei etwa 30 Jahren.
Solaranlagen ABC
Eine Solaranlage dient zur Umwandlung von solarer Strahlungsenergie (Sonnenstrahlung) in Nutzenergie.
Im Gegensatz zu thermischen Solaranlagen die zur Wärmegewinnung genutzt werden, bewirken Photo-voltaikanlagen die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie.
Solarstrom
In Solarzellen direkt erzeugter Gleichstrom.
Solarthermie
Der Begriff setzt sich aus „Solar“ = Sonne und „Thermie“ = Wärme zusammen.
Unter Solarthermie versteht man die Umwandlung von Sonnenstrahlung in direkt nutzbare Wärme.
Hier wird mit Hilfe von Solarkollektoren z. B. Wasser erwärmt. Solarthermische Anlagen in einem Wohn-gebäude erwärmen das Brauchwasser für zum Beispiel die Dusche, das Abwaschwasser usw.
Auch die Waschmaschine und der Geschirrspüler können über ein Zusatzgerät direkt mit dem Warmwasser der Solaranlage gespeist werden.
Solarzelle
Die Solarzelle ist die kleinste Einheit zur Stromerzeugung in einem Photo-voltaikmodul. Fast 95 % aller Solarzellen bestehen aus dem Halb-leitermaterial Silizium.
Das Ausgangsmaterial für mono- und polykristalline Solarzellen sind 0,2 bis 0,3 mm dünne Siliziumscheiben, die aus Halbleiterblöcken gesägt werden.
Solche Scheiben nennt man Wafer.
Eine Solarzelle besteht aus zwei Schichten: einer negativ und einer positiv dotierten Lage. Wenn Licht auf die Zelle fällt, entsteht Spannung zwischen den beiden Schichten. Schließt man einen Verbrauchsquelle (z. B. eine Lampe) an, fließt Gleichstrom. Man unterscheidet zwischen amorphen, mikroamorphen, monokristallinen und polykristallinen Solarzellen.
Solarzelle, amorph
Amorph (= griechisch für gestaltlos). In amorphem Silizium sind die Atome unregelmäßig angeordnet. Das amorphe Silizium hat ein sehr hohes Lichtabsorptionsvermögen, weshalb amorphe Solarzellen i.d.R. sehr dünn (Dünnschichtsolarzellen) sind. Der Wirkungsgrad liegt bei 5 – 7% und ist damit ungefähr halb so hoch wie der kristalliner Solarzellen. Allerdings können amorphe Solarzellen den diffusen Lichtanteil effektiver nutzen, und ihre Energieausbeute wird von der Zellentemperatur in geringerem Maße beeinflusst.