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Was ist Photovoltaik

Eine Photovoltaik-Anlage ist Ihre Direktleitung zur Sonne

1921 erhielt Albert Einstein den Nobelpreis nicht, wie oft vermutet für die Relativitätstheorie, sondern für seine Deutung des photoelektrischen Effekts.

Ein Genie-Streich, der heute unter dem Begriff Photovoltaik zur Formel Nr. 1 in der Energieversorgung avanciert.

Photovoltaik (PV) ist die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Die Leitung bei diesem äußerst spannenden Prozess übernehmen viele fleißige Solarzellen, die in speziellen PV-Modulen in Reihe zusammengeschaltet sind.

Das eintreffende Sonnenlicht löst eine physikalische Reaktion aus, in dessen Folge die Solarzellen einen Gleichstrom erzeugen. Dieser kann – je nach Bedarf und vorherrschenden Volt-Verhältnissen – in Wechselstrom mit entsprechender Spannung umgewandelt werden.

Und schon haben Sie Strom, wie er aus der Steckdose kommt.

Unter Photovoltaik oder Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie. Seit 1958 ist sie zur Energieversorgung der meisten Raumflugkörper mit Solarzellen im Einsatz. Inzwischen wird sie auch auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden oder auf Freiflächen. Der Name setzt sich aus den Bestandteilen Photos – das griechische Wort für Licht – und Volta – nach Alessandro Volta, einem Pionier der Elektrotechnik – zusammen. Die Photovoltaik gilt als Teilbereich der umfassenderen Solartechnik, die auch andere technische Nutzungen der Sonnenenergie einschließt.

Die als Licht und Wärme auf die Erde auftreffende Menge an Sonnenenergie beträgt jährlich 1,5 · 1018 kWh; dies entspricht in etwa dem 15.000-fachen des gesamten Primärenergieverbrauchs der Menschheit im Jahre 2006 (1,0 · 1014 kWh/Jahr). Der Lichtenergieeintrag durch die Sonne beträgt pro Jahr etwa 1,1 · 1018 kWh. Diese Strahlungsenergie kann prinzipiell aufgefangen und teilweise in Elektrizität umgewandelt werden, ohne dass Nebenprodukte wie Abgase (beispielsweise Kohlendioxid) entstehen. Der Wellenlängenbereich der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung reicht vom kurzwelligen, nicht sichtbaren Ultraviolett (UV) über den sichtbaren Bereich (Licht) bis weit in den langwelligeren infraroten Bereich (Wärmestrahlung) hinein. Bei der Umwandlung wird der photoelektrische Effekt ausgenutzt.

Die Energiewandlung findet mit Hilfe von Solarzellen, die zu so genannten Solarmodulen verbunden werden, in Photovoltaikanlagen statt. Die erzeugte Elektrizität kann entweder vor Ort genutzt, in Akkumulatoren gespeichert oder in Stromnetze eingespeist werden. Bei Einspeisung der Energie in das öffentliche Stromnetz wird die von den Solarzellen erzeugte Gleichspannung von einem Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt. Mitunter wird eine alleinige Energieversorgung mittels Photovoltaik in Inselsystemen realisiert. Um hier kontinuierlich Energie zur Verfügung zu stellen, muss die Energie gespeichert werden. Ein bekanntes Beispiel für akkumulatorgepufferte Inselsysteme sind Parkscheinautomaten.

Die photovoltaische Energiewandlung ist wegen der Herstellungskosten der Solarmodule im Vergleich zu herkömmlichen Kraftwerken deutlich teurer, wobei allerdings große Teile der Folgekosten der konventionellen Energiewandlung nicht in die heutigen Energiepreise mit eingehen. Das stark schwankende Strahlungsangebot erschwert den Einsatz der Photovoltaik. Die Strahlungsenergie schwankt vorhersehbar tages- und jahreszeitlich bedingt, sowie täglich abhängig von der Wetterlage. Beispielsweise kann eine fest installierte Solaranlage in Deutschland im Juli einen gegenüber dem Dezember bis zu fünfmal höheren Ertrag bringen. Sinnvoll einsetzbar ist die photovoltaische Energiewandlung als ein Baustein in einem Energiemix verschiedener Energiewandlungsprozesse. Ohne die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Energiespeicherung im großen Maßstab werden hierbei konventionelle Elektrizitätswerke nicht völlig zu ersetzen sein. Das Stromeinspeisungsgesetz und insbesondere das Erneuerbare-Energien-Gesetz haben zu einem Boom bei der Errichtung von Photovoltaikanlagen in Deutschland geführt. So wurde Ende Juni 2005 die Schwelle von 1000 MW installierter elektrischer Nennleistung von Photovoltaikanlagen überschritten, das entspricht einer Verhundertfachung in den letzten zehn Jahren.

Wussten Sie, dass mit der Sonnenenergie, die an einem einzigen Tag die Erde erreicht, der gesamte Energiebedarf der Menschheit 8 Jahre lang gedeckt werden kann? In einer Zahl ausgedrückt, schickt die Sonne täglich 960 Billionen kW Energie zur Erde. Und die können Sie jetzt gratis für die Stromerzeugung nutzen: mit einer Photovoltaikanlage. Fotovoltaik

Einmal installiert, produziert eine Photovoltaikanlage kostenlos Strom – und das mehrere Jahrzehnte lang. Ohne Emissionen und hohe Energieverluste. Denn die Photovoltaikzellen werden bei der Stromgewinnung weder abgenutzt noch verbraucht. Das Schönste: Dies lohnt sich nicht nur finanziell, sondern ist auch praktizierter Umweltschutz, der die Zukunft der kommenden Generation sichern hilft.