Photovoltaische Solarenergie wird durch die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität mittels einer auf dem photoelektrischen Effekt basierenden Technologie gewonnen. Es handelt sich um eine erneuerbare, unerschöpfliche und umweltfreundliche Energieform, die in Anlagen erzeugt werden kann, die von kleinen Generatoren für den Eigenverbrauch bis zu großen Photovoltaikanlagen reichen. Entdecken Sie, wie diese riesigen Solarfelder funktionieren.
WAS IST PHOTOVOLTAISCHE ENERGIE UND WIE FUNKTIONIERT SIE?
Die photovoltaische Solarenergie ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle, die die Sonneneinstrahlung zur Stromerzeugung nutzt. Sie basiert auf dem so genannten photoelektrischen Effekt, bei dem bestimmte Materialien in der Lage sind, Photonen (Lichtteilchen) zu absorbieren und Elektronen freizusetzen, wodurch ein elektrischer Strom erzeugt wird.
Zu diesem Zweck wird ein Halbleiterbauelement, die so genannte photovoltaische Zelle, verwendet, die aus monokristallinem, polykristallinem oder amorphem Silizium oder anderen Dünnschicht-Halbleitermaterialien hergestellt werden kann. Die Zellen aus monokristallinem Silizium werden aus einem Einkristall aus reinem Silizium gewonnen und erreichen einen maximalen Wirkungsgrad, der im Durchschnitt zwischen 18 % und 20 % liegt. Die Zellen aus polykristallinem Silizium werden in Blöcken aus mehreren Kristallen hergestellt, sind also billiger und haben einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 16 % bis 17,5 %. Amorphes Silizium schließlich hat ein ungeordnetes kristallines Netzwerk, was zu einer geringeren Leistung (durchschnittlicher Wirkungsgrad zwischen 8 % und 9 %), aber auch zu einem niedrigeren Preis führt.
ARTEN VON FOTOVOLTAIKANLAGEN
Es gibt zwei Arten von Photovoltaikanlagen: solche, die an das Stromnetz angeschlossen sind, und solche, die nicht angeschlossen sind. Innerhalb der ersteren gibt es zwei Unterklassen:
- Photovoltaik-Kraftwerke: Die gesamte von den Modulen erzeugte Energie wird in das Stromnetz eingespeist.
- Stromerzeuger mit Eigenverbrauch: Ein Teil des erzeugten Stroms wird vom Erzeuger selbst verbraucht (z. B. in einem Wohnhaus), der Rest wird ins Netz eingespeist. Darüber hinaus entnimmt der Erzeuger dem Netz die Energie, die er zur Deckung seines Bedarfs benötigt, wenn die Anlage nicht genügend Strom liefert.
Diese netzgekoppelten Anlagen bestehen aus drei Grundelementen:
- Photovoltaik-Paneele: Es handelt sich um Gruppen von Photovoltaik-Zellen, die zwischen Siliziumschichten montiert sind und die Sonnenstrahlung einfangen und das Licht (Photonen) in elektrische Energie (Elektronen) umwandeln.
- Wechselrichter: Sie wandeln den von den Modulen erzeugten Gleichstrom in verbrauchsgerechten Wechselstrom um.
- Transformatoren: Der von den Wechselrichtern erzeugte Wechselstrom hat eine niedrige Spannung (380-800 V), so dass er mit Hilfe eines Transformators auf eine mittlere Spannung (bis zu 36 kV) angehoben wird.
BETRIEB EINER FOTOVOLTAIKANLAGE
- Es handelt sich um eine zu 100 % erneuerbare, unerschöpfliche und umweltfreundliche Energieform, die keine Brennstoffe verbraucht und keine Abfälle erzeugt, weshalb sie zur nachhaltigen Entwicklung beiträgt.
- Sie ist modular aufgebaut und kann daher in Anlagen eingesetzt werden, die von großen Fotovoltaikanlagen auf dem Boden bis hin zu kleinen Dachpaneelen reichen.
- Es ermöglicht die Installation von Batterien zur Speicherung von überschüssigem Strom, der zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann.
- Dieses System eignet sich besonders für ländliche oder abgelegene Gebiete, in denen es keine Stromleitungen gibt oder deren Installation schwierig oder teuer ist, oder für geografische Gebiete mit vielen Sonnenstunden im Jahr.
- Es trägt zur Schaffung von grünen Arbeitsplätzen und zur Ankurbelung der lokalen Wirtschaft durch zukunftsweisende Projekte bei.