Was ist ein Photovoltaikkraftwerk?

Photovoltaik-Kosten

Photovoltaik erzeugt Strom aus der Sonne

 

Ein Photovoltaikkraftwerk erzeugt mittels Solarzellen, die zu Modulen verbunden sind, Gleichstrom. Durch einen Wechselrichter wird dieser Strom in Wechselstrom, der im öffentlichen Stromnetz fließt, umgewandelt und kann somit entweder in das Stromnetz eingespeist oder aber auch direkt vor Ort genutzt werden.

Das Prinzip der Photovoltaik basiert auf dem Verständnis, dass Sonnenstrahlen aus winzigen Teilchen, sog. Photonen, zusammengesetzt sind. Treffen diese Photonen auf Solarzellen auf, reagieren sie mit den Elektronen der darin befindlichen Elemente und erzeugen so einen Elektronenfluss, d.h. Strom. Konkret passiert dies deshalb, da die gebräuchlichsten aus Quarzsand (Silizium) bestehenden Solarzellen auf der einen Seite mit Bor und auf der anderen Seite mit Phosphor versetzt sind. Deren Atomkerne haben 3 bzw. 5 Elektronen und sorgen dafür, dass die Solarzelle somit auf einer Seite positiv und der Anderen negativ geladen ist. Die eintreffenden Photonen bewegen die Elektronen nun zwischen den beiden Seiten und es entsteht eine Spannung die über ein auf die Zelle gedrucktes Metallgitter geleitet wird und in Folge den Verbrauchern zu Verfügung steht. Für eine sehr anschauliche Darstellung der Funktionsweise und der Herstellung solcher Solarzellen, siehe die Doku “Die Solarmaus Teil 1-3” auf Youtube (ca. 25 Min.)

 
Je nach Herstellungsverfahren werden Solarzellen u.a in monokristalline, polykristalline oder Dünnschicht eingeteilt, je nachdem ob das Silizium in einen Kristall, in Blöcke aus mehreren Kristellen gegossen und zersägt oder auf ein Trägermedium aufgedampft wird. Der Wirkungsgrad von monokristallinen Zellen ist derzeit am höchsten, die Herstellung selbst jedoch auch am energieintensivsten. Auf Grund der steigenden Nachfrage und der wachsenden Märkte sind die Kosten für PV-Module zuletzt sehr gesunken und werden alternative Ausgangsmateralien und Herstellungsverfahren zunehmend intensiver entwickelt,  z.B. organische Solarzellen.

Bild: Fran Gambín/ sxc.hu