Photovoltaik - nachhaltiger Strom aus Sonnenlicht
Photovoltaik, die Gewinnung von elektrischem Strom aus Sonnenlicht, ist ein wichtiger Teil der Energiewende. Sonnenlicht ist im Überfluss und kostenlos verfügbar. Mit einer solchen Anlage kann die Lichtenergie in nutzbaren Strom umgewandelt werden. Alle wichtigen Informationen über die Anlagen liefert der folgende Beitrag.
Solarmodule - zentrale Komponente
Die sogenannten Solarmodule sind das zentrale Element von Photovoltaik. Jedes Solarmodul besteht wiederum aus mehreren miteinander verbundenen Solarzellen. Die aus Silizium hergestellten Solarzellen wandeln das Sonnenlicht in elektrischen Strom um. Es gibt drei verschiedene Arten von Solarzellen, die für die Stromgewinnung aus Sonnenlicht genutzt werden können. Unterschieden werden monokristalline, polykristalline und Dünnschichtsolarzellen. Monokristalline Zellen bestehen aus einer einzelnen Kristallstruktur. Polykristalline Zellen bestehen aus mehreren Kristallen und Dünnschichtzellen werden aus verschiedenen, aufeinander abgestimmten und sehr dünnen Halbleiterschichten gefertigt.
Funktionsweise
Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, regen die Photonen (Lichtteilchen) im Sonnenlicht Elektronen im Halbleitermaterial an und erzeugen so einen elektrischen Strom. Dieser Strom wird bei Photovoltaik, zum Beispiel von der WETABO GmbH, in nutzbare elektrische Energie umgewandelt. Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom (DC) wird normalerweise mithilfe von Wechselrichtern in Wechselstrom (AC) umgewandelt, um ihn direkt in Haushalten oder Unternehmen zu nutzen. Überschüssiger Strom kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist oder für eine spätere Verwendung gespeichert werden.
Systemkomponente
Anlagen zur Produktion von Strom aus Sonnenlicht bestehen immer aus mehreren Komponenten. Neben den Solarmodulen sind Wechselrichter und gegebenenfalls Stromspeicher weitere Komponenten. Wechselrichter sind erforderlich, um den von den Solarpaneelen erzeugten Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umzuwandeln. Wenn eine Anlage mit einem Stromspeicher ausgerüstet ist, kann der bei günstigen Witterungsbedingungen erzeugte Solarstrom gespeichert und später genutzt werden. Hinzukommen noch Systeme für die Befestigung der Solarpaneele, elektrische Leitungen und elektronische Bauteile.
Anwendungsbeispiele und Vorteile
Die Hauptanwendung von solchen Anlagen ist die Erzeugung von Solarstrom im privaten und gewerblichen Bereich. Solarmodule können auf Dächern, Carports, landwirtschaftlich genutzten Flächen oder integriert in Überdachungen von Terrassen und Parkplätzen installiert werden. Der erzeugte Strom kann direkt vor Ort genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Die Anlagen bieten gleich mehrere Vorteile. Aus Sonnenlicht gewonnener Strom ist eine erneuerbare und nachhaltige Energiequelle, welche die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert. Solarenergie ist praktisch unbegrenzt verfügbar und weltweit nutzbar. Sonnenlicht produziert sauberen, emissionsfreien Strom. Es werden weder Treibhausgase noch Luftschadstoffe ausgestoßen. Die Anlagen sind wartungsarm und haben eine lange Lebensdauer, die oft mehrere Jahrzehnte beträgt.
Herausforderungen bei der Solarstromerzeugung
Trotz ihrer Vorteile steht die Photovoltaik immer noch vor einigen Herausforderungen. Die anfänglichen Installationskosten können, trotz eines allgemeinen sinkenden Preisniveaus, relativ hoch sein. Die Effizienz von Solarpaneelen wird zwar verbessert, es gibt jedoch noch Raum für Effizienzsteigerungen. Darüber hinaus erfolgt die Solarenergieerzeugung unregelmäßig und ist in einem weiten Rahmen von den Wetterbedingungen abhängig. Für eine zuverlässige Stromversorgung ist eine Energiespeicherung oder eine Netzintegration erforderlich.
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