Photovoltaik

Die Sonne scheint bei direkter Einstrahlung mit einer Leistung von 1.000 Watt pro Quadratmeter. Pro Jahr trifft so auf der Erde die unvorstellbare Energiemenge von 1,5 Trillionen Kilowattstunden (kWh) Sonnenenergie auf. Das ist etwa 15.000-mal mehr, als die Menschheit an Energie verbraucht.

Photovoltaik, die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie, ist eine zukunftsweisende Möglichkeit, die auf die Erde auftreffende Energie effizient zu nutzen.

Photovoltaik-Module bestehen aus einer Vielzahl von Solarzellen, die für die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie sorgen (photovoltaischer Effekt). Silizium ist der Hauptbestandteil der Solarzelle und wird aus Sand geschmolzen, der unbegrenzt verfügbar ist. Silizium leitet nur bei Sonneneinstrahlung. Eine Solarzelle wird auf der Oberseite mit Phosphor besprüht und auf der Unterseite mit Bor. Die Oberseite hat fünf Elektronen und die Unterseite hat drei Elektronen: Um ein Gleichgewicht zu erzielen (je 4 Elektronen), wird Silizium (das 4 Elektronen besitzt) als Halbleiter-Transportmedium genutzt. Das bedeutet: Wenn die Sonne scheint, fließt Gleichstrom in das angeschlossene Gerät.

Mit Hilfe eines Wechselrichters wird der so erzeugte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Über einen Einspeisezähler lässt sich ablesen, wie viel Energie die Photovoltaik-Anlage erzeugt hat. Der eingespeiste Strom wird in Deutschland mit einem durch das EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) festgelegten Satz vergütet. Dieser ist gesetztlich geregelt und garantiert für den Anlagenbetreiber eine konstante Einspeisevergütung über eine Laufzeit von 20 Jahren.

Neben dieser Netzeinspeisung gibt es auch die Möglichkeit, mit Photovoltaik-Anlagen Strom für den Eigenverbrauch zu erzeugen. Dies geschieht bei so genannten Inselanlagen, die z. B. in Wohnmobilen, Segeljachten oder an Standorten, die keinen Anschluss an die öffentliche Stromversorgung besitzen, zum Einsatz kommen.

Mit einer installierten Leistung von mehr als 3.800 MW (Stand Ende 2007) ist Deutschland bei der Stromerzeugung mit Photovoltaik weltweiter Vorreiter. Dieser Ertrag entspricht in etwa der Leistung von vier Kernkraftwerken – und jedes Jahr erhöht sich der Gesamtertrag solar produzierten Stroms um den Ertrag eines weiteren Kernkraftwerks.