Wer sich für eine umweltfreundliche Elektrizität im Haus entschließt, entscheidet sich für ökologisch nachhaltigen Strom. Genau genommen wird Solarstrom über eine spezielle Anlage (Photovoltaik, die in die Rubrik “regenerative Energiesysteme“ fallen) genutzt. Aber wie funktioniert eine Photovoltaikanlage eigentlich? Fakt ist, bei dem Prozess handelt es sich um einen sehr cleveren Kreislauf:

  • Auf dem Dach des Hauses werden Platten mit vielen kleinen Solarzellen angebracht
  • Dabei bilden die vielen kleinen Zellen sogenannte “Solarmodule”
  • Im Großen und Ganzen ergeben sie einen komplexen Solargenerator
  • Sie speichern Licht und wandeln es in Gleichstrom um
  • Der Gleichstrom wird (im Wechselrichter) umgewandelt und gelangt als Wechselstrom ins Stromnetz

Licht, Heizung, Herd und Co werden auf diese Weise mit der Power aus der Natur versorgt und angetrieben.

Solarzellen als Geheimnis für die Photovoltaik-Funktion

Die aus Quarzsand (Silizium) hergestellten Solarzellen bestehen aus einem der am häufigsten auftretenden Materialien auf der Welt. Somit werden bereits bei der Herstellung Elemente auf natürlicher Basis verarbeitet und geben eine der wichtigen Antworten auf die Frage “Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?”

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?-Sonnenlicht

 

Zuerst muss das Silizium bzw. der Quarzsand in die kleinen, uns bekannten Plättchen umgewandelt werden. Dafür wird er sehr gründlich gereinigt und kristallisiert. Es entsteht eine Art Stab, der ein Gitter aus Kristall (“Einkristall” oder “Monokristall”) bildet. Anschließend kommt eine Säge zum Einsatz, die das Material in Wafer zersägt. Das sind sehr dünne Scheiben, die von der Struktur ein wenig an Waffeln oder Kekse erinnern, woraus sich auch der Name ergeben hat.

Mit Hilfe der Natur Strom erzeugen

Ähnlich wie bei einer Batterie, benötigen die Solarzellen für eine optimale Photovoltaik Funktionsweise einen Plus- und einen Minuspol, um zu funktionieren. Sodass Sie einfach nur ein Nutzgerät in die Steckdose stecken müssen, dass mit Strom versorgt werden soll. Den Rest der Arbeit übernimmt die Phototovoltaikanlage. Und wenn Sie sich jetzt fragen: “Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage, wenn der Himmel grau ist und kaum Licht durchkommt?”, können wir Sie beruhigen. Die Zellen in dem Solarsystem sind so pfiffig, dass sie sogar auf geringen Lichteinfall reagieren und ihn in Energie umwandeln.

Die Förderung vom Strom richtet sich nach dem Wirkungsgrad – also die Stärke des Lichts. Was die Spannung der Zelle allerdings nichts anhaben kann. Sie bleibt konstant mit einem Volumen von etwa 0,6 Volt. Die Größe der Solarzellen spielt dabei eine entscheidende Rolle (zum Beispiel ist eine Größe von 15 x 15 cm in der Lage, 5,5 Ampere Strom weiterzuleiten).

Elektronen in der Anlage sorgen für Spannung

Wenn man von Amorphen, Monokristalline und Polykristalline spricht, handelt es sich nicht um Krankheiten oder Bakterien. Gemeint sind die drei verarbeiteten Hauptzelltypen, die von Photovoltaikanlage Anbieter gern erwähnt werden. Aber worin unterscheiden sich die Solarzellen?

Photovoltaik Funktion - Solarzellen1. Amorphen

Oder auch Dünnschichtsolarzellen sind Halbleiter, die photoaktiv arbeiten. Bei dem Prozess wird ein Code aus dem Licht gespeichert, der sich (im Fall der Solarenergie) in eine optimale, elektrische Leitfähigkeit umwandelt.

 

Wie funktioniert Photovoltaik-Satellit im All vor Erde2. Monokritalline

Die Power-Module waren ursprünglich gar nicht dafür gedacht, die Photovoltaik-Anlage in Betrieb zu setzen. Denn bei der Entwicklung dachte man eher an die Raumfahrttechnik und eine bessere Leistungsfähigkeit von Satelliten. Die Herstellung ist etwas aufwendiger als bei Amorphen oder Polykristalline. Wie oben bereits angerissen, werden Stäbe in einkristalliner Form gezogen. Im Anschluss werden dünne Scheiben gesägt.

 

Photovoltaik Funktionsweise-Form von Eisblumen3. Polykristalline

Wesentlich weniger Kosten verursacht die Produktion von Polykristallinen. Bei dem Ablauf wird flüssiges Silizium in Blöcke gefüllt. Nach einer Weile verfestigt sich das Material und es entstehen Formen, die wir von Eisblumen kennen. Obwohl sie hübsch anzusehen sind, ist der Wirkungsgrad geringer als bei den anderen beiden Herstellungsarten. Er liegt bei circa. 13-15 %.