Glossar

Mittlerweile ist es der Forschung gelungen, eine direkte und damit aktive Nutzung von Sonnenlicht zur Stromerzeugung zu ermöglichen. Dabei wird das Sonnenlicht von Solarzellen in verbrauchbare Energie umgewandelt. Dies erfolgt entweder mithilfe der allseits bekannten Sonnenkollektoren, wobei Solarwärme erzeugt wird oder durch die Anbringung von Solarzellen zur Stromerzeugung.

Heutzutage existieren verschiedene Arten von Solarzellen, aus denen je nach persönlichem Bedarf sowie Bauart der Solaranlage die am besten geeignete Variante gewählt werden kann. Der grundlegende Aufbau ist jedoch bei allen Solarzellen ähnlich.

Der Name Photovoltaik resultiert aus der Kombination der beiden Wörter „Photos“, griechisch für Licht sowie „Volta“ nach dem Begründer des Zeitalters der Elektrizität, Alessandro Volta.

Eine Solarzelle dient vorrangig der Energieerzeugung, wobei die Sonnenstrahlen aufgefangen und deren Strahlungsenergie ohne chemische oder mechanische Prozeduren in elektrische Energie umgewandelt wird.

In Solaranlagen erzeugen Halbleiter aus Sonnenlicht Elektrizität (photovoltaischer Effekt). Besonders von Vorteil ist dabei die Tatsache, dass Solarzellen nicht nur die für den Menschen sichtbare, elektromagnetische Strahlung, aus der das Licht gemeinhin besteht, sondern auch UV- sowie Infrarotstrahlen absorbieren können. Dadurch wird zum einen ein größerer Ertrag an Sonnenlicht garantiert, zum anderen agieren die Solarzellen flexibler. Das für die Aufnahme der in der Sonnenstrahlung enthaltenen Photonen in der Solarzelle verarbeitete Material kann variieren.

Gängig ist derzeit zwar nach wie vor Silizium, aber auch andere Legierungen, wie etwa eine Kombination aus Zink, Mangan und Tellur werden verwendet. Das Material ist dabei mono- bzw. polykristallin oder amorph.

Generell ist es möglich, den durch Photovoltaik erzeugten Strom in Akkumulatoren zu speichern und so auch über einen längeren Zeitraum hinweg zur Verfügung zu haben.

Die Tatsache, dass die Energiegewinnung bei einer Solarzelle aus einem physikalischen Effekt heraus resultiert, bringt den entscheidenden Vorteil mit sich, dass die Photovoltaik dabei null Materialverschleiß erfährt. Die Lebensdauer einer Solarzelle ist damit, sieht man von möglicherweise einmal eintretenden äußeren Einflüssen und Schäden ab, quasi unbegrenzt.

Ein Solarmodul besteht aus der elektrischen Verbindung vieler einzelner Solarzellen. Diese Bündelung der Solarzellen ist unbedingt nötig, da der Einsatz einer einzelnen Solarzelle nicht genügend Strom liefern würde. Aus der Bündelung mehrerer Solarmodule resultiert schließlich der Solargenerator, der Gleichstrom produziert.

Leistung

Bei Photovoltaikanlagen wird die Leistung in Kilowatt-Peak (kWp) gemessen, wobei mit der Peakleistung die absolute Spitzenleistung, die eine Anlage unter idealen Umständen erbringt, angegeben wird. In Deutschland kann eine 1 kWp-Photovoltaik-Anlage allgemeinhin unter optimalen Voraussetzungen etwa zwischen 800 und 1.050 Kilowattstunden Strom erzeugen. Damit deckt eine Solaranlage mit einer Gesamtfläche von 10 Quadratmetern ein Viertel des jährlichen Stromverbrauchs in einem Durchschnittshaushalt.