Photovoltaik
     
     
     
 wissenswertes 
Das Wort Photovoltaik ist eine Zusammensetzung aus dem griechischen Wort für Licht und dem Namen des Physikers Alessandro Volta. Es bezeichnet die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen. Der Umwandlungsvorgang beruht auf dem bereits 1839 von Alexander Bequerel entdeckten Photoeffekt. Unter dem Photoeffekt versteht man die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem Festkörper durch Lichteinstrahlung.


 
 was ist eigentlich Photovoltaik 
Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom - mit Solarzellen.

Die Solarzellen bestehen meistens aus Silizium, einem Element, das in der Natur sehr häufig vorkommt. Strahlt die Sonne auf die Solarzellen, baut sich zwischen der Ober- und Unterseite eine Gleichspannung auf. Diese Energie kann in Solarakkus gespeichert, mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt oder direkt genutzt werden. Handelsübliche Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad bis zu 17% und werden zu Solarmodulen verschaltet.


Eine Photovoltaik-Anlage mit 1 Kilowatt Leistung schenkt Ihnen 900 kWh Strom im Jahr und erspart der Umwelt jedes Jahr 500 kg Kohlendioxyd und andere Schadstoffe. Mit einer Photovoltaik-Anlage erzeugen Sie sauberen Strom. Ein echter Beitrag zum Umweltschutz.

 Funktion einer Solarzelle 
Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. Halbleiter sind Stoffe, die unter Zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden, während sie bei tiefen Temperaturen isolierend wirken. Über 95 % aller auf der Welt produzierten Solarzellen bestehen aus dem Halbleitermaterial Silizium. Silizium bietet den Vorteil, daß es als zweithäufigstes Element der Erdrinde in ausreichenden Mengen vorhanden und die Verarbeitung des Materials umweltverträglich ist. Zur Herstellung einer Solarzelle wird das Halbleitermaterial "dotiert". Damit ist das definierte Einbringen von chemischen Elementen gemeint, mit denen man entweder einen positiven Ladungsträgerüberschuß (p-leitende Halbleiterschicht) oder einen negativen Ladungsträgerüberschuß (n-leitende Halbleiterschicht) im Halbleitermaterial erzielen kann. Werden zwei unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten gebildet, entsteht an der Grenzschicht ein sogenannter p-n-Übergang.

An diesem Übergang baut sich ein inneres elektrisches Feld auf, das zu einer Ladungstrennung der bei Lichteinfall freigesetzten Ladungsträger führt. Über Metallkontakte kann eine elektrische Spannung abgegriffen werden. Wird der äußere Kreis geschlossen, das heißt ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, fließt ein Gleichstrom. Siliziumzellen sind etwa 10x10 cm groß (seit kurzem auch 15x15 cm). Eine durchsichtige Antireflexschicht dient zum Schutz der Zelle und zur Verminderung von Reflexionsverlusten an der Zelloberfläche.

In einem Solarmodul werden die Solarzellen (typisch 36 Stk) in Reihe zusammengeschaltet. Eine Solarzelle hat eine Spannung von 0,5 Volt und einen Strom von 3-7 Ampere (je nach Größe). Schaltet man die Zellen hintereinander, ergibt sich eine Modulspannung von 18 Volt und ein Strom von 3-7 Ampere. Es gibt auch Solarmodule mit 72 Solarzellen - 36 Volt usw...

 warum Photovoltaik 
Photovoltaik ist unumstritten die Technik des 21. Jahrhunderts zur weltweiten Stromgewinnung. Nur kommt die Technik nicht so richtig in Gang. Ein 100 Watt Photovoltaikmodul kostet heute noch ca. 400 €. Es könnte ebenso 100 € kosten, wenn die Technik weiter vorangeschritten wäre.
Der Schmelzprozess ist sehr aufwendig und es wir immer noch teures Silizium aus der Chip-Produktion verwendet. Aktuell werden unzählige Modulfabriken gebaut, jedoch wird das Solar-Silizium immer noch zu aufwendig und in zu kleinen Mengen produziert. Hier sind große Investitionen notwendig, die von allen Herstellern aufgrund der unklaren langfristigen politischen Marktförderung gescheut wird.


Photovoltaik muß jetzt schnell marktreif werden, die Technik ist ausgereift. Der Markt (insbesondere in den Schwellenländern) verlangt nach dezentralen Energieeinheiten. Heute ist immer noch über die Hälfte der Weltbevölkerung ohne Stromanschluß.
Auch bei uns kann eine 2000 Watt Photovoltaikanlage die Hälfte des Stromverbrauches eines 4- Personen Haushaltes decken.