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Wissenswertes über Photovoltaik

Was versteht man unter Photovoltaik? (PV)
  • Aus Sonnenlicht wird direkt elektrischer Strom erzeugt. Dies geschieht mittels Solarzellen (=Photovoltaik-Module bzw. kurz: PV-Module).
  • Solarzellen erzeugen Gleichstrom bzw. Gleichspannung (vgl. Batterie).
  • Nicht zu verwechseln sind Solarzellen mit Sonnenkollektoren, die mit Hilfe der Sonne Wasser oder Luft erwärmen.
Wie funktioniert eine Solarzelle?
  • In einem Halbleiter, z.B. Silizium, wird ein elektrisches Feld "eingebaut". Dies geschieht durch unterschiedliche Dotierung (Zugabe von Fremdatomen, n- bzw. p-leitend). Die durch Sonnen- licht erzeugten Ladungsträger (+ und -) werden im elektrischen Feld getrennt. Der Fluß der getrennten Ladungsträger stellt einen elektrischen Strom dar, der über die elektrischen Anschlüsse (Vorder- bzw. Rückseiten-Kontakte) abgegriffen wird. 
  • Die erzeugte Spannung hängt vom Halbleiter material ab. 
  • Die Höhe des erzeugten Stroms hängt von der Beleuchtungsstärke (Sonneneinstrahlung) ab. 
Prinzipeller Aufbau einer Solarzelle
Welche Solarzellentypen gibt es? Welche Wirkungsgrade?
  • Die meiste Verwendung finden heute Silizium-Solarzellen:
    • monokristallin: aufwendigere Herstellung, Wirkungsgrad 15-18 %
    • polykristallin: kostengünstigere Herstellung, Wirkungsgrad 12-14 % 
    • amorph: kostengünstigste Herstellung, Wirkungsgrad 5-8 %, der mit der Zeit noch abnimmt (wird v.a. in Kleingeräten wie Uhren usw. verwendet) 
  • Es gibt viele weitere Solarzellentypen, die teilweise noch im Laborstadium sind, aber Wirkungsgrade bis zu 30 % erzielen. 
Wichtige Daten über Solarzellen(PV-Module)
  • Lebensdauer mindestens 20 Jahre (z.T. von Herstellern garantiert) 
  • Von der Sonne in unseren Breiten maximal eingestrahlte Leistung (pro qm Erdoberfläche):  1 kW/qm 
  • Jährlich durchschnittlich eingestrahlte Energie in unseren Breiten (pro qm und Jahr): 1000 kWh 
  • Wirkungsgrad der käuflichen Solarzellen 10-18 % 
  • Pro m2 Solarzellen erhält man ca. 100 kWh pro Jahr 
  • Für 1 kWp (kilo-Watt-peak=Spitzenleistung) installierte Leistung werden ca. 8-10 qm Photovoltaikmodule benötigt. 
  • Pro kWp installierte Leistung erhält man ca. 800-950 kWh Strom pro Jahr. 
  • Eine Photovoltaikanlage (35 qm) auf dem Dach eines Einfamilienhauses produziert soviel Strom wie ein Vier-Personen-Haushalt durchschnittlich im Jahr verbraucht (ca. 3500 kWh)! 
Vergleich mit anderen Energieträgern (Kohle, Erdgas, Erdöl, Uran)
  • Solarzellen haben nach ca. 3,5 Jahren (andere Quellen: 1,4 -2,5 Jahre) Betriebszeit die für die Herstellung benötigte Energie wieder hereingespielt. Solarzellen erzeugen damit ca. 10-mal mehr Energie als für ihre Herstellung nötig ist. Silizium ist auf der Erde als Bestandteil des Sands im Überfluß vorhanden (25 % der Erdrinde). 
  • Entscheidend: Bei der laufenden Stromerzeugung werden keine herkömmlichen Energie- träger verbraucht. Die kostenlose Energie der Sonne genügt! Fossile Energieträger sind zu wertvoll, um sie zu verbrennen! Sie reichen nur noch einige Jahrzehnte. 
  • Strom aus Solarzellen ist im Gegensatz zur herkömmlichen Stromerzeugung umwelt- verträglich, d.h. es entstehen keine Schadstoffe und kein für die Umwelt gefährlicher Müll; auch kein radioaktiver Müll! 
  • Sonnenenergie ist ausreichend verfügbar; z.B. reichen allein die in Deutschland geeigneten Dachflächen zur Deckung von ca. 20 % des gesamten deutschen Strombedarfs! (kein zusätzlicher Flächenverbrauch!) 
Welche Vorteile bietet die Stromerzeugung mit Photovoltaik in der Welt?
  • umweltfreundlich, da ohne Schadstoff-Emission 
  • zukunftssicher, da die Sonne noch mindestens 5.000 Mio. Jahre scheint 
  • wirtschaftliche Unabhängigkeit von Energieträgern aus dem Ausland, die erst eingeführt werden müssen 
  • Schaffung neuer, zukunftssicherer Arbeitsplätze 
Anwendung und Know-How der Photovoltaik in der Welt
  • Technik und Erfahrung (100.000-Dächer-Programm, 1.000-Dächer-Programm) sind in Deutschland bereits vorhanden. Die PV ist technisch soweit ausgereift, daß eine umfangreiche Anwendung heute schon möglich ist.
  • Ein Mix aus erneuerbaren Energien (Sonnenlicht 35 %, Windkraft 20 %, Wasserkraft 10 %, Biomasse 35 %) kann in Zukunft unsere heutigen Klima und Umwelt zerstörenden Techniken vollkommen ersetzen.
  • Technologisch ist Deutschland zusammen mit wenigen Instituten in den USA und Australien in der Photovoltaik weltweit noch führend.
  • Japan startet jetzt ein 60.000-Dächer-Programm, um den Know-How-Vorsprung einzuholen. Bis zum Jahr 2010 will Japan 4.000.000 kWp installieren, dies entspricht mehr als der 50-fachen augenblicklichen Weltjahresproduktion. Japan strebt offensichtlich die Marktführerposition im Solarzellenmarkt der Zukunft an (vgl. vergangene Entwicklung in der Konsumelektronik).
  • Ebenso schicken sich zahlreiche andere Länder (z.B. USA) an, PV-Anlagen im großen Umfang zu istallieren. Menschen in unterentwickelten Ländern (Dritte Welt) könnten mit Sonnenstrom versorgt werden.
Was ist zu tun?
  • Echte Markteinführung der regenerativen Energieversorgung mittels kostendeckender Vergütung (kV) für regenerativ erzeugten Strom, d.h. für eine umweltverträgliche und zukunftssichere Energieversorgung. 
  • Fordern Sie kV! Zuständig sind Stadtwerke, Gemeinden, allg. EVUs. Sprechen Sie die zuständigen Personen an, ganz gleich ob Kommunal-, Bezirks-, Landes- oder Bundespolitiker.