Grundlagen zu Solarstrom / Photovoltaik

Hier finden Sie alle Grundlagen zum Thema Photovoltaik, die sowohl für zukünftige Photovoltaikanlagenbetreiber als auch für Schüler interessant und aufschlussreich sind. Das Thema Photovoltaik hat innerhalb der letzten Jahre zunehmend an Bedeutung gewonnen und wird auch in Zukunft eine wichtige Komponente im Bereich der Erneuerbaren Energien darstellen.

Im Zuge der Kürzung der Zuschüsse hat sich zwar das Wachstum deutlich verringert, jedoch ist die Solarstromerzeugung global betrachtet erst noch am Anfang. Vor allem der Eigenverbrauch von Solarstrom wird in den kommenden Jahren laut Aussage vieler Branchenkenner ein deutliches Wachstum verzeichnen. Dabei werden Solarspeicher bei vielen Bestandsanlagen einfach nachgerüstet, sodass die Betreiber von PV-Anlagen sich unabhängig von den regionalen Stromanbietern machen.

Allgemeines Grundlagenwissen

Auf den folgenden Seiten erhalten Sie alle Informationen über technische Zusammenhänge sowie umfangreiches Wissen über Solarenergie, Solarstrom & PV-Anlagen:

Sonnenlicht & SolarenergieSonne, Solarstrahlung und mehr

Ohne Sonne kein photovoltaischer Effekt: Alles was es über die Sonne und Solarstrahlung im Bezug zur Photovoltaik wissen sollten, erfahren Sie auf den folgenden Seiten.

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» Mehr Infos über Sonnenlicht & Solarstrahlung


Von Silizium zum SolarmodulVom Sand zum Solarmodul

Hier erfahren Sie, wie aus Quarzsand Solarmodule zur Erzeugung von elektrischem Strom werden. Dabei wird auf die einzelnen Produktionsprozesse eingegangen.

» Weitere Infos über Silizium und Solarzellen


Informationen zur Planung einer PhotovoltaikanlagePlanung von Photovoltaikanlagen

Alle Informationen rund um die Planung einer Photovoltaikanlage. Hier erfahren Sie, welche Punkte bereits in der Planung einfließen sollten und worauf man achten sollte.

» Planung von Photovoltaikanlagen


SolarzellenAufbau und Funktion von Solarzellen

Im Bereich der Photovoltaik sind Solarzellen der Grundbaustein jedes Solarmoduls. Alle wesentlichen Grundlagen- und Fachinformationen zu Aufbau und Funktion erhalten Sie hier.

» Aufbau und Funktion von Solarzellen


Aufbau einer PhotovoltaikanlageAufbau einer Photovoltaikanlage

Grundlegende Informationen zum Aufbau von Solarstromanlagen. Dabei wird sowohl auf die Technik und das Equipment eingegangen als auch die unterschiedlichen Anlagenkonzepte erläutert.

» Mehr zum Aufbau einer Photovoltaikanlage

 

Basiswissen zum Thema Photovoltaik

Durch die direkte, emissionsfreie Umwandlung von Licht in elektrische Energie und vor allem aufgrund des unendlich großen Potentials wird die Photovoltaik eine wesentliche Säule im Energiesystem der Zukunft sein. Nicht zuletzt durch die Atomkatastrophe in Fukushima, wird deutlich, dass die Atomenergie keine Zukunft hat und, dass der Weg an nachhaltiger Energieerzeugung in Verbindung mit Energieeffizienz nicht vorbei führt.

Trifft Licht auf eine Solarzelle, findet ein sog. photovoltaischer Effekt statt. Dieser Effekt beschreibt die Reaktion unterschiedlicher Halbleiter auf Licht, welches auf diese einstrahlt. Mittels Elektronenverschiebung, wird dabei elektrische Energie erzeugt. Die Grundlage für die am häufigsten zum Einsatz kommenden Solarzellen bzw. Photovoltaik-Module, bildet das Halbmetall Silizium. In einem aufwändigen sowie physikalischen als auch chemischen Prozess, werden unterschiedliche Formen von Solarzellen hergestellt. So unterschiedlich die Arten bzw. Formen von Photovoltaikzellen sind, so unterschiedlich ist auch der Wirkungsgrad, welcher das Verhältnis der gewonnenen Energie und der auf die Solarzelle auftreffenden Solarenergie ausdrückt. Dieser Wert wird in Prozent angegeben.

Die Geschichte der Photovoltaik

Geschichtlicher Hintergrund zur PhotovoltaikIm Jahre 1839 unternahm der Forscher Edmont Becquerel in seinem Labor einige Versuche, bei denen er unterschiedliche Substanzen mit Licht bestrahlte und dabei beobachtete, wie diese sich verhielten. Er stellte fest, dass bei diesem Prozess elektrische Energie entsteht. 44 Jahre später war die erste Solarzelle aus dem Halbleiterwerkstoff Selen geboren. Dieses Halbmetall war zu dieser Zeit offenbar gut für die Entwicklung einer Solarzelle geeignet, da der photovoltaische Effekt damit sehr gut funktionierte. Leider war die Ausbeute bzw. der Wirkungsgrad mit gerade einmal 1 Prozent jedoch sehr gering.

Dies sollte sich mit der Entwicklung der ersten Solarzelle aus dem Halbleiter Silizium ändern. Wissenschaftler aus den USA entwickelten im Jahre 1952 erstmalig eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 5 Prozent. Diese wurden für die Energieversorgung von Satelliten eingesetzt.

In den darauffolgenden Jahren, wurden die Solarzellen immer weiter optimiert und zu Solarmodulen zusammengefügt, welche für die Stromversorgung von abgelegenen technischen Einrichtungen sorgten. Anfangs war die Nutzung der Solarmodule für den privaten Anwender kaum möglich, da man für ein Watt ca. 500 Euro bezahlen musste. Dies änderte sich jedoch relativ schnell auf etwa 20 Euro pro erzeugtem Watt Leistung. Heute können Solarmodule bereits für etwa 1 bis 2 Euro pro Watt von Zahlreichen Anbietern erworben werden.

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