Donnerstag, 22.02.2024

Telefunken Solar:Photovoltaik

Donnerstag, 25.10.2012
Autor: Red. LG

Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie bzw. elektrischen Strom. Heute wird die Photovoltaik weltweit zur Stromerzeugung eingesetzt. Das griechische Wort „Photos“ bedeutet Licht. „Volta“ ist der Nachname von Alessandro Volta (1745-1827), der die Batterie erfand und zu den Begründern unseres Zeitalters der Elektrizität zählt. Nach ihm wird heute die elektrische Spannung „Volt“ benannt.Photovoltaik-Anlagen bestehen aus Modulen, die jeweils eine Vielzahl einzelner Solarzellen vereinen. Die Solarzellen (zumeist je 36 Stück) werden in den Modulen in Reihe hintereinander geschaltet. Eine Solarzelle liefert eine Spannung von 0,5 Volt und je nach Größe eine Stromstärke von 3 bis 7 Ampere. Bei 36 Zellen Hintereinander ergibt sich eine Spannung von 18 Volt. Hauptbestandteil einer Solarzelle ist Silizium, das aus zuvor geschmolzenem Sand gewonnen wird. Silizium gibt es wortwörtlich „wie Sand am Meer“. Dennoch ist das Verfahren zur Gewinnung sehr kompliziert. Sobald eine Solarzelle der Sonne ausgesetzt wird, entsteht ein Gleichstrom der per Kabelverbindung durch den Wechselrichter fließt, dort in Wechselstrom umgewandelt wird und über einen Zähler in das Stromnetz eingespeist wird. Dieser Vorgang ist dauerhaft, das heißt die Elektronen fließen ununterbrochen, solange Licht einfällt. Eine Solarzelle verliert nicht an Masse oder wird verbraucht.

Wie ist der Stand der Technik? 

Heute gibt es monokristalline, polykristalline und Dünnschichtmodule. Bei den kristallinen Modulen ist die technische Entwicklung bereits sehr ausgereift, so dass  diese Module nur noch unwesentlich verbessert werden können. Der Wirkungsgrad der Solarzellen liegt bei knapp 15 Prozent und ist nur noch mit hohem Aufwand geringfügig zu steigern. Das aber würde die ohnehin schon beachtlichen Kosten noch weiter in die Höhe treiben. Inzwischen ist der Ertrag bei mono- und polykristallinen Modulen gleich. Monokristalline Zellen werden in einer Zellstruktur gezogen, polykristalline Module werden in einem Block gegossen. Bei   polykristallinen Modulen behindern Zellränder den  Elektronenfluss, was aber heute durch   spezielle Techniken (Diffundierung mit Wasserstoffatomen) kaum noch eine Rolle spielt.       

Dünnschichtmodule sollen bald zur kostengünstigen Alternative werden. Bei diesem Modultyp wird das Silizium so zu sagen        „nur noch auf ein Trägermaterial gesprüht“. Die Vorteile liegen auf der Hand: Die automatisierte Produktion im Druckverfahren ist wenig zeitintensiv und überaus günstig. 

Aktuell haben Dünnschichtmodule einen Wirkungsgrad von etwa acht Prozent – was allerdings angesichts günstiger Produktionsbedngungen den Ertrag nicht schmälert. Bei Dünnschichtsmodulen sind technologische Weiterentwicklungen denkbar.