Photovoltaik - Strom zum Nulltarif

Was ist Photovoltaik?

Kurz gesagt ist Photovoltaik die Nutzung des photovoltaischen Effekts zur direkten Erzeugung elektrischen Stroms aus Sonnenlicht. Als photovoltaischen oder photoelektrischen Effekt bezeichnet man die Trennung elektrischer Ladungen (plus - minus) in einer Halbleiter Grenzschicht durch einfallendes Licht (Photonen).

Nach europäischer Geschichtsschreibung wurde der photovoltaische oder photoelektrische Effekt schon 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt, möglich ist aber auch eine frühere Beobachtung vielleicht in China oder Indien. Der Name setzt sich aus den Bestandteilen Photos (griechisch Licht) und Volta, nach Alessandro Volta, einem Pionier der Elektrotechnik aus Italien, zusammen.

Die technische Nutzung des photoelektrischen Effekts und somit die Einführung der Photovoltaik in das allgemeine technische Wissen begann 1958 mit der elektrischen Energieversorgung von Weltraumsatelliten mittels Solarzellen. Mittlerweile wird Photovoltaik zur Stromerzeugung auf der ganzen Welt eingesetzt. Bild: Solarzelle aus Silizium zur photovoltaischen Stromerzeugung

Woraus besteht eine photovoltaische Solarzelle?

Das kleinste technisch hergestellte Photovoltaik Element zur Stromerzeugung ist die Solarzelle. Eine Solarzelle besteht aus zwei Schichten eines chemischen Elements, meistens Silizium (Si). Silizium ist nach Eisen (lat: Ferrum kurz Fe) das häufigste Element in der Erdkruste, es ist in einfachem Sand, Wüste, Strand reichlich enthalten.

Alle Mikrochips, Computerprozessoren, Speicher usw. sind aus Silizium. Die Herstellung von Silizium gleicht der von Glas und ist absolut umweltverträglich, umso mehr wenn die Prozessenergie aus Solarthermie gewonnen wird. Am Ende ihrer Leistungsdauer von mindestens 25 Jahren kann eine Solarzelle eingeschmolzen und das Material wiederverwendet werden.

Wie entsteht aus schlafendem Sand ein Stromgenerator?

Zunächst wird der Sand geschmolzen. Im flüssigen Zustand wird dann das Silizium so rein wie möglich abgetrennt. Jetzt haben wir Silizium und das leitet elektrischen Strom überhaupt nicht. Wie wird Silizium zu einem Stromerzeuger? Der Trick, aus dem schlafenden Sand ein Solarkraftwerk zu machen geht so: Ein Teil des Silizium wird mit ganz geringen Mengen eines geeigneten chemischen Elements gemischt (dotiert), um einen sogenannten p-Leiter (er leitet positive Ladungsträger) zu erzeugen, der andere mit einem anderen Element, um so einen n-Leiter zu erzeugen, dieser leitet negative Ladungsträger.

Jetzt haben wir zwei sogenannte Halbleiter. Diese werden als ganz dünne Schichten zusammengebacken, bilden eine Halbleiter Grenzschicht und schon ist die photovoltaische Solarzelle fast fertig. Dann folgt eine geringfügige mechanische Bearbeitung und die Zusammenfassung zu Solarmodulen.

Photovoltaische Solarmodule

Photovoltaische Solarmodule sind Zusammenfassungen von Solarzellen zu einer Baueinheit. Es gibt viele verschiedene Typen von Solarmodulen unterschiedlicher elektrischer Leistung und Anschlusspannung. Für die photovoltaische Stromversorgung von Wohnhäusern werden viele Solarmodule zusammengeschaltet. Wie auch immer eine photovoltaische Anlage zur Stromerzeugung im Einzelnen zusammengestellt ist, sehr günstiger Strom ist in jedem Falle das erfreuliche Ergebnis.

Empfehlung: Photovoltaikversicherung vergleichen