Wie funktioniert eigentlich Photovoltaik?
Photovoltaik ist eine Technologie, die Sonnenlicht in Strom umwandelt. Aber wie funktioniert es eigentlich, dass aus Sonnenenergie umweltfreundlicher Strom ensteht?
Die Photovoltaik basiert auf sogenannten Solarzellen. Jeder hat sicherlich schon die typisch bläulich glänzenden „Platten“ auf den Dächern gesehen.
Die meisten Solarzellen werden aus Silizium hergestellt. Silizium selbst ist farblos, aber bei der Herstellung von Solarzellen werden die Siliziumplatten behandelt und speziell beschichtet, was sie blau erscheinen lässt – so entsteht die typische dunkelblaue Optik.
Silizium kann Elektronen leiten, wenn es Licht aufnimmt. Ein Hauptgrund für die blaue Farbe ist eine sogenannte Antireflexbeschichtung. Ohne diese Beschichtung würde ein großer Teil des Sonnenlichts einfach von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert werden, anstatt absorbiert zu werden. Um mehr Licht einzufangen, wird eine dünne Schicht aus einem Material wie Titandioxid oder Siliziumnitrid auf die Solarzellen aufgetragen. Diese Schicht reduziert Reflexionen und sorgt dafür, dass mehr Licht in die Zelle gelangt. Dadurch wird die Effizienz der Zellen erhöht.
Was passiert bei Sonneneinstrahlung?
Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, passiert Folgendes: Sonnenlicht besteht aus winzigen Energiepaketen, die Photonen genannt werden. Die Photonen treffen auf die Oberfläche der Solarzelle und übertragen ihre Energie auf die Elektronen im Silizium.Durch die Energie der Photonen werden die Elektronen im Silizium in Bewegung versetzt. Das ist wichtig, denn die Bewegung der Elektronen erzeugt elektrischen Strom. Eine Solarzelle hat ein sogenanntes elektrisches Feld, das die Elektronen in eine bestimmte Richtung schickt, um den Stromfluss zu steuern.
Der Strom, der durch die Solarzelle fließt, ist Gleichstrom (DC). Das bedeutet, dass der Strom immer in dieselbe Richtung fließt. Haushaltsgeräte benutzen jedoch meistens Wechselstrom (AC), der die Richtung wechselt. Deshalb muss der Gleichstrom umgewandelt werden – sonst können wir ihn im Alltag nicht nutzen.
Wechselrichter
Wechselrichter wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um. Ein Wechselrichter wird eingesetzt, um den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Diesen Wechselstrom können Sie dann direkt im Haus für Ihre Geräte wie Kühlschränke, Lampen oder Fernseher zu betreiben. Der umgewandelte Wechselstrom kann auf zwei Arten verwendet werden:
Direkte Nutzung: Der Strom fließt in Ihr Haus und wird sofort für Ihre elektrischen Geräte genutzt.
Speicherung: Falls Sie mehr Strom erzeugen, als Sie verbrauchen, kann der Strom in Batterien/Akkus gespeichert werden. Der gespeicherte Strom kann so später genutzt werden, zum Beispiel in der Nacht, wenn die Sonne nicht scheint.
Saubere Energie
Das Beste an der Photovoltaik ist, dass sie saubere und umweltfreundliche, erneuerbare Energie liefert. Es entstehen keine schädlichen Abgase oder Umweltbelastungen. Und die verwendete Energiequelle – die Sonne – ist unendlich!
Zusammengefasst heisst das in kurzenb Worten beschrieben:
- Sonnenlicht trifft auf Solarzellen und regt Elektronen an.
- Die Elektronenbewegung erzeugt Strom (Gleichstrom).
- Der Gleichstrom wird mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, damit er im Haus genutzt werden kann.
- Überschüssiger Strom kann gespeichert oder ggf. ins Netz eingespeist werden.
Auf diese Weise wird die Energie der Sonne direkt in nutzbaren Strom umgewandelt! Sie möchten auch den Strom aus der Sonne nutzen? Sprechen Sie uns gern an, schreiben Sie uns per EMAIL oder nutzen Sie einfach direkt unser Anfrage-Formular: