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Solarenergie

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Solarenergie macht sich die Energie der Sonne zu Nutze. Dafür wandeln Photovoltaik (PV)-Zellen Sonnenlicht in Elektrizität um. Dahinter steckt folgender Prozess: Sonnenlicht besteht aus Photonen oder Teilchen der Sonnenenergie. Die Photonen enthalten unterschiedliche Energiemengen, die abhängig von der jeweiligen Wellenlänge ist. Eine PV-Zelle besteht aus Halbleitermaterial. Trifft nun ein Photon auf eine PV-Zelle, gibt es drei Möglichkeiten: Entweder werden sie von der Zelle reflektiert, passieren die Zelle oder werden vom Halbleitermaterial absorbiert. Nur bei Letzterem liefern die Photonen nutzbare Energie. Elektronen der Atome des Materials werden entfernt, wodurch ein Stromfluss entsteht. Dieser führt wiederum zu einem Potentialunterschied und es entsteht ein Stromkreislauf.

Der Wirkungsgrad von Photovoltaikanlagen variiert je nach Art der Photovoltaik-Technologie. Hochmoderne Module erreichen mittlerweile 20%, der durchschnittliche Wirkungsgrad neuerer Module liegt um 15%.

Photovoltaikzellen erzeugen Gleichstrom, der zum Laden von Batterien verwendet werden kann, die wiederum Geräte mit Gleichstrom versorgen. Da jedoch nahezu alle Geräte Wechselstrom benötigen, braucht es Wechselrichter, die Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.

Nicht nur die Größe der PV-Module definiert deren Leistungskapazität, sondern auch die Energiemenge der Sonne, die durch die Strahlungsstärke (W/m2) geographisch variiert, und der Winkel zwischen Strahlung und Modul. Im Idealfall befindet sich das Modul demnach in südlicheren Breitengraden und es besteht ein 90° Winkel zwischen Strahlung und Modul.