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Photovoltaik - Nachschlagewerk zum Thema Energie

Photovoltaik

Mit der Bezeichnung Photovoltaik ist die Umsetzung von Strahlungsenergie in Elektrizität gemeint. Bei der Strahlungsenergie handelt es sich dabei meistens um Sonnenergie. Die Technologie findet etwa Verwendung in Taschenrechern, auf Dachflächen oder an Parkscheinautomaten. Der Begriff Photovaltaik besteht aus den Begriffen Photo, also Licht, und Volta, einem berühmter Elektrotechniker.

Die Sonnenenergie, die jährlich auf die Erde trifft, übersteigt den Energiebedarf der Menschen in einem großen Maße. Es ist möglich, die Strahlungsenergie aufzufangen und, zumindest zum Teil, in elektrische Energie umzuwandeln. Einer der Vorteile von Photovoltaik ist, dass dabei keine Abgase gebildet werden. Der Bereich der Wellenlänge reicht vom kurzwelligen Bereich (UV-Strahlung) bis zum langwelligen Bereich (Infrarot-Strahlung). Grundlage der Umwandlung ist der Photoelektrik-Effekt. Dabei werden durch den Beschuss mit elektromagnetischer Strahlung Elektronen freigesetzt. Elektrische Energie ist nichts anderes als fließende Elektronen.

Solarzellen sind wichtiger Bestandteil der Photovoltaik. Die Umwandlung der Strahlungsenergie erfolgt mittles dieser Zellen. Diese können zu Modulen kombiniert werden. Bei der anschließenden Verwendung der Elektrizität gibt es drei Möglichkeiten. Es ist eine Nutzung am Ort möglich, sie kann in sogenannten Akkumulatoren gesammelt werden, oder sie wird in das Stromnetzt gespeist. Bei der dritten Möglichkeit erfolgt zuvor eine Umwandlung der Gleichspannung in Wechselspannung, wobei es zu einem Verlust von etwa fünf Prozent kommt. Dies geschieht mit Hilfe eines Wechselrichters.

Nachteil der Photovoltaik sind die noch hohen Produktionskosten der Solarmodule. Zudem ist die Effizienz dieser Technik von der Menge der zur Verfügung stehenden Strahlungsnergie abhängig. Diese aber schwankt, abhängig von der Sonnenstrahlung. Hier ist zum Beispeil die Jahreszeit ein entscheidender Faktor. So kann der Unterschied beim Ertrag den Faktor fünf betragen.

Es braucht in Deutschland wenigstens zwei Jahre, die zur Herstellung einer Photovoltaikanlage benötigte Energie wieder zu gewinnen.

Die Wirkungsgrade schwanken je nach Art der Solarzellen bzw der Module. Bei Tellurid-Solarmodulen beträgen sie nur ca. sechs Prozent. Wesentlich effektiver arbeiten Merhrschicht-Modelle, die einen Wirkungsgrad von etwa 35 Prozent erreichen.

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