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Photovoltaik




Photovoltaik

Photovoltaik ist elektrische Energie, die aus dem Licht der Sonne gewonnen wird. Umgangssprachlich nennt man Photovoltaik auch Solarstrom.

Die sogenannte Photovoltaik Energie entsteht, wenn das Sonnenlicht in elektrischen Strom umgewandelt wird. Dies bezeichnet man auch als photoelektrischen oder photovoltaischen Effekt. Photovoltaik wurde erstmals 1958 in der Raumfahrt eingesetzt, um die Raumflugkörper mit Energie zu versorgen. Mittlerweile speist Photovoltaik auch herkömmliche Gebrauchsgegenstände mit Energie, wie z.B. Taschenrechner oder Parkscheinautomaten. Daneben sind Photovoltaikanlagen auf Hausdächern, an Schallschutzwänden oder auf Freiflächen zu finden.


Photovoltaik ist eine erneuerbare Energiequelle

Neben Energie. die unter anderem aus Wasser, Wind und Erdwärme gewonnen wird, zählt auch Photovoltaik zu den erneuerbaren Energien. Mit erneuerbaren Energien sind Energiequellen gemeint, die im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern Kohle, Gas und Erdöl nahezu unerschöpflich sind, und damit dem Menschen unbegrenzt als Ressourcen zur Verfügung stehen.

So geht man zum Beispiel davon aus, dass die Sonne nach menschlichem Ermessen noch eine Brenndauer von etwa 5 Milliarden Jahren hat. Die Nutzungsdauer der Sonne als Energiequelle geht damit über das menschliche Vorstellungsvermögen hinaus. Am 1. August 2004 hat die Bundesregierung das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) beschlossen, welches den Ausbau der Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien fördern soll.

Die Investition in eine Photovoltaikanlage, wie auch die Eigennutzung der produzierten Energie können mit der Vergütung durch das EEG für den Betreiber einer Photovoltaikanlage finanziell vorteilhaft sein.


Solarzellen setzen das Sonnenlicht in Energie um

Die Umwandlung von Sonnenenergie in Photovoltaik Energie findet mit Hilfe von Solarzellen statt, die in Solarmodulen zusammengefügt werden. Werden mehrere Solarmodule zu einer Großfläche verbunden, so spricht man auch von Photovoltaikanlagen. Es gibt vier verschiedene Solarmodultypen: monokristalline, polykristalline, Dünnschicht- und CIGS-Module. Die vier Module unterscheiden sich vor allem in ihrem Preis und ihrem Wirkungsgrad.

Die Energie, die mit Photovoltaikanlagen gewonnen wird, kann entweder direkt genutzt, gespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Das letztere geschieht, indem ein Wechselrichter die durch die Solarzellen erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt. Eine wichtige Grundlage in der Herstellung von Solarmodulen bildet der Rohstoff Silizium. Für die Produktion von Solarmodulen kommt nur reines Silizium in Frage. Dieses wird in einem aufwendigen Verfahren aus Quarz gewonnen.

Da dieses Verfahren mit hohen Kosten und einem hohen Energieverbrauch verbunden ist, werden häufig auch Silizium-Abfälle in der Photovoltaikproduktion verarbeitet. Zudem gibt es mittlerweile auch andere Möglichkeiten, um Solarzellen herzustellen. So können zum Beispiel Solarzellen aus organischen Kunststoffen, auch Organische Photovoltaik genannt, produziert werden. Allerdings entsprechen Wirkungsgrad und Haltbarkeit dieser Solarzellen noch nicht denen von Siliziumsolarzellen.


Die Zukunft von Photovoltaik

Photovoltaik gilt als vielversprechende Technologie zur Stromerzeugung in der Zukunft. Bisher hat sich Photovoltaik gegenüber anderen Anlagen zur Stromerzeugung jedoch nicht durchsetzen können. Grund dafür sind vor allem die hohen Kosten von Photovoltaikanlagen. Die Verbesserung der Photovoltaik-Technologie ist darum maßgebend, um den Preis von Photovoltaikmodulen zu senken und Photovoltaik zu einer führenden Technologie der Energiegewinnung zu entwickeln.

Hierbei stehen vor allem die Verbesserung der Produktionsprozesse, wie auch die Erhöhung des Wirkungsgrades von Solarzellen im Mittelpunkt. Anders als häufig angenommen, ist die Gewinnung von Sonnenergie nicht nur für sonnenüberflutete Regionen oder Wüstengebiete geeignet. Insgesamt kann in sonnenreichen Gegenden doppelt so viel Sonnenenergie gewonnen werden als zum Beispiel in Deutschland. Doch gleicht sich dies bei einer Verdoppelung der Anzahl Solarzellen auf deutschen Dächern wieder aus.