Solarenergie mit Photovoltaik

Strom aus Sonnenenergie gewinnen

Die Sonne ist ein schier unermesslicher Energielieferant für unseren Planeten. Um diese Energie zu nützen bedarf es sog. Solarkraftwerke wie der Photovoltaikanlage. Unser Ratgeber erklärt Ihnen, wie Solarenergie mit einer Photovoltaikanlage gewonnen werden kann, damit Sie Ihre Elektroheizung oder Elektrospeicherheizung mit umweltfreundlichem Strom speisen können. Lesen Sie hierzu auch unseren Ratgeber über Solarenergie oder Ökostrom für den Klimaschutz.

Was ist Photovoltaik und wie funktioniert eine Solarzelle?

Im Gegensatz zu solarthermischen Kraftwerken wie der Solarthermie (verlinken, wenn online) bezeichnet Photovoltaik oder auch Fotovoltaik die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen. Die Solarzelle trennt Ladungen anhand der Photonen (elektromagnetische Strahlung/Lichtteilchen) des Sonnenlichts, um so Strom zu erzeugen. Hierfür wird der photoelektrische Effekt nutzbar gemacht. Dieser beschreibt allgemein die Wechselwirkung von Photonen mit Materie. Durch die Absorption eines Photons wird ein Elektron (negativ geladenes Teilchen) aus einer Bindung gelöst.

Speziell bei Photovoltaikanlagen kommt hierbei der photovoltaische Effekt zum Tragen. Hierfür wird zunächst ein Bereich benötigt, in dem die Photonen auf die zu trennenden Ladungen treffen können: die Raumladungszone. Diese wird durch zwei entgegengesetzt geladenen Schichten erzeugt. Heutzutage verwendet man hierfür zumeist Silizium als Halbleiter. Die Solarzelle ist demnach so aufgebaut, dass in der Endschicht ein Überschuss an Elektronen und in der darunter liegenden P-Schicht ein Elektronenmangel herrscht. Dazwischen, in der Raumladungszone, halten sich die Ladungen gegenseitig fest. Solarzellen haben eine sehr dünne obere Endschicht, sodass die einfallenden Photonen die Schicht durchtrennen und in der Raumladungszone ihre Energie an die Elektronen abgeben können. Die angeregten Elektronen folgen daraufhin dem elektrischen Feld und gelangen über Materialkontakte aus der Ladungszone und Endschicht heraus.

Die einzelnen Solarzellen werden zu Solarmodulen verbunden, um mehr Strom erzeugen zu können. Diese Solarstromanlagen werden Photovoltaikanlage, PV-Anlage oder auch Solargeneratoren genannt. Der hier erzeugte Gleichstrom wird dann in einem Wechselrichter zu Wechselstrom umgewandelt. Er kann nun zum Eigenverbrauch eingesetzt, in Akkumulatoren gespeichert oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Photovoltaikanlagen in Deutschland

Photovoltaikanlagen sind eine sehr umweltschonende Form der Energiegewinnung, da weder Emissionen freigesetzt noch direkt in die Natur eingegriffen werden muss. Gerade im Vergleich zu fossilen Energieträgern schützt die Energiegewinnung durch Photovoltaikanlagen effektiv Klima und Umwelt. Obwohl die Sonneneinstrahlung in Deutschland nicht gerade überdurchschnittlich ist, kann auch hierzulande viel Strom aus Solarenergie gewonnen werden. Hierfür werden immer bessere Technologien zur Stromgewinnung und vor allem Stromspeicherung entwickelt. Im Bereich der Solartechnologie sind deutsche Unternehmen weltweit führend. Die Solarindustrie ist demzufolge auch ein wichtiger Zukunftsmarkt.
Auch bei den Preisen für Photovoltaikanlagen zeigt sich eine positive Entwicklung: 2007 zahlte man noch 3,25 Euro pro Wp (Watt Peak), wohingegen man heute nur noch einen Euro dafür ausgeben muss. Zudem sollen die Stromerzeugungskosten bis 2020 das Niveau von fossilen Energieträgern erreichen. Und auch die Leistung und der Export von Photovoltaikanlagen nehmen kontinuierlich zu.

Photovoltaik: Der Strom der Zukunft

Wer umweltbewusst und günstig mit Strom heizen möchte, liegt im Gegensatz zum Heizen mit fossilen Brennstoffen mit Photovoltaikanlagen richtig. Mit Ökostrom können auch Sie Ihre Stromheizung klimafreundlich und zukunftsträchtig einspeisen. So liegen Sie voll im Trend.

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