Photovoltaik

Als Photovoltaik bezeichnet man die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie durch Solarzellen. Sie stellt damit einen Teilbereich der Solartechnik dar, die auch weitere technische Nutzungen von Sonnenenergie einschließt. War die Nutzung anfangs nur auf die Raumfahrt beschränkt, kommt sie seit Ende der Achtzigerjahre zur Stromerzeugung zum Einsatz - nicht nur bei Wohngebäuden sondern auch bei Parkscheinautomaten, Schallschutzwänden und Freiflächen.
Zur Energieumwandlung wird der photoelektrische Effekt durch Solarzellen genutzt, die wiederum mit Solarzellen verbunden sind. Halbleitermaterialien wie Silizium erzeugen durch die zugeführte Energie und werden leitfähig. So entsteht ein internes elektrisches Feld der Solarzelle mit einem Grenzübergang positiv und negativ geladener Träger, die einen Überschuss erzeugen. Bei Lichteinfall trennen sich die Ladungsträger und produzieren elektrischen Strom, der mithilfe von Metallkontakten aufgefangen wird.
Die erzeugte Energie kann entweder sofort genutzt, in Akkumulatoren gespeichert oder in Stromnetze eingespeist werden. Vor dem Einspeisen in das Stromnetz wandelt ein Wechselrichter die Gleichspannung um.

Die komplette Photovoltaikanlage besteht aus einzelnen Modulen, deren Leistungsfähigkeit von Aufstellungsort und Breitengrad variiert. Darüber hinaus zählen der Wechselrichter und die Verkabelung, Stromzähler und Generatoranschlusskasten zum Umfang einer Photovoltaikanlage.
Die Leistung einer Anlage hängt dabei von zahlreichen Faktoren wie

• Witterung
• Verschattung
• Jahreszeiten
• Wirkungsgrade
• Wechselrichterleistung
• Leitungsverluste
• Verschmutzung der Module

ab, die bis zu 30 Prozent Leistungseinbußen der angegebenen Nennleistung, die unter optimalen Testbedingungen stattfinden, verursachen können. Auch unterscheidet sich der Wirkungsgrad bei Dünnschicht-Modulen, polykristallinen Modulen und monokristallinen Modulen.

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