Photovoltaik

Heizen -Alternative Techniken – Photovoltaik

Photovoltaik – unerschöpflicher Strom aus der Sonne


Immer mehr Bürger wollen einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Die Nutzung der Sonnenenergie zur Wärme- oder Stromgewinnung bietet die Möglichkeit, das Umweltbewusstsein mit langfristigen wirtschaftlichen Vorteilen zu verknüpfen. Die Stromgewinnung durch Sonnenenergie wird als Solarenergie Photovoltaik bezeichnet.

Photovoltaik setzt eine auf den Photoeffekt beruhende Technologie zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ein. Aus dem Licht der Sonne wird die nutzbare Energie durch Solarzellen gewonnen und in der Photovoltaik Anlage in Gleichstrom umgewandelt. Dabei können die Photovoltaikmodule direkt auf dem Hausdach, integriert am Gebäude als Fassade oder als Anlage auf einer Freifläche installiert werden.

Die Solarzellen, die bei Fotovoltaikanlagen zum Einsatz kommen, bestehen zumeist aus Silizium. Silizium hat den Vorteil, dass dieses Halbmetall fast unbeschränkt auf der Erde vorhanden ist und beispielsweise aus Sand relativ umweltverträglich gewonnen werden kann. Eine Solarzelle besteht aus zwei Schichten Silizium, an denen sich ein elektrisches Feld aufbaut. Zur Zeit kommen vier verschiedene Arten von Solarzellen mit unterschiedlichem Wirkungsgrad und Flächenbedarf in der Fotovoltaik zum Einsatz:

  • Monokristalline Module: höchster Wirkungsgrad mit bis zu 17 %, geringer Flächenbedarf, homogenes Äußeres,
  • Polykristalline Module: Wirkungsgrad 10-15 %, unregelmäßige Struktur der Zellen,
  • Dünnschichtmodule: Wirkungsgrad 7-10 %, großer Flächenbedarf, gute Erträge auch bei geringer Sonneneinstrahlung,
  • Amorphe Module (Silizium bedampfte Glasscheibe): schlechtester Wirkungsgrad mit 5-7 %, sehr großer Flächenbedarf, günstigste Produktion.

Die Energiemenge ist am größten, wenn das Sonnenlicht in einem Winkel von 90 Grad auf die Solarzellen trifft. Daher werden Solarzellen in Deutschland mit einem Aufstellwinkel von 30 Grad nach Süden auf einem Dach ausgerichtet. Die Solarzellen werden zu mehreren als eine Einheit (Modul) miteinander verschaltet. Die Serienschaltung hat eine höhere Spannung zur Folge, eine Parallelschaltung einen höheren Strom. Die so gebildeten Module werden zusammen gebettet und mit einem Rahmen aus Alu oder Edelstahl versehen. Frontseitig werden sie transparent mit Glas wetterfest abgedeckt.

Solarstrom macht unabhängig

Die Photovoltaik Kosten hängen


entscheidend von der Auswahl der eingesetzten Solarzellen ab. Je geringer der Wirkungsgrad, desto günstiger die Materialkosten. Amorphe Siliziumzellen finden sich vor allem im kleinflächigen Bereich, z.B. Taschenrechner, Uhr etc.

Eine Fotovoltaik Anlage kann unabhängig vom allgemeinen Stromnetz als so genannte „Inselanlage“ betrieben werden. Der erzeugte Strom dient dann nur dem Eigenbedarf. Unter dem wirtschaftlichen Aspekt werden viele Photovoltaik Anlagen in Privathaushalten zur Einspeisung in das örtliche Stromversorgungsnetz eingesetzt. Ein Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom um und leitet diesen als Wechselstrom an den örtlichen Netzbetreiber weiter. Ein separater Zähler erfasst den zugeleiteten Solarstrom und der private Erzeuger erhält eine vertraglich vereinbarte Vergütung. Diese Mindestvergütung ist gesetzlich im Erneuerbare Energien Gesetz festgeschrieben und muss vom Netzbetreiber 20 Jahre lang gezahlt werden. In der Regel liegt die Vergütung für Strom in das Netz über dem Preis für den Strom aus dem Netz.

Zukünftig werden die Photovoltaik Preise weiter sinken. Die Industrie arbeitet mit Hochdruck an einer Erhöhung der Wirkungsgrade der Solarzellen und an der Optimierung der Produktionsprozesse zur Verbilligung der Solarzellen. Heutige Photovoltaikanlagen weisen sehr hohe Qualitätsstandard auf, die meisten Hersteller geben 10 Jahre Garantie.

Solarstrom macht unabhängig von konventionellen Stromquellen. Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle, deren Energie kostenlos genutzt werden kann. Die Photovoltaik Finanzierung wird durch zinsgünstige Darlehen der KfW Förderbank unterstützt. In einigen Bundesländern, wie Nordrhein-Westfalen, gibt es eine zusätzliche Photovoltaik Förderung. Damit ist Solarstrom nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern rechnet sich auch ökonomisch.
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