Die Sonne, das Zentralgestirn des Sonnensystems, versorgt unseren Planeten mit einer enormen Menge grüner Energie. Sie ist nicht nur für die richtige Temperatur auf der Erde verantwortlich, sondern auch in der Lage, die elektrischen Geräte zu betreiben, die wir täglich benutzen. Wie wird Strom aus der Sonne gewonnen? Auf diese und andere Fragen geben wir im folgenden Artikel eine Antwort.
Der photovoltaische Effekt – wie wird aus der Sonne Energie gewonnen?
Photovoltaikmodule ermöglichen es uns, die Energie der Sonne zu nutzen. Wie kam es dazu, dass wir sie in unseren Häusern nutzen können? Das photovoltaische Phänomen, auch bekannt als photovoltaischer Effekt, wurde bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts von dem französischen Physiker Alexander Edmund Becquerel beobachtet. Dank seiner Entdeckung wurde die weitere Erforschung der Sonnenenergie möglich.
Die weitere Erforschung der Sonnenenergie wurde von vielen berühmten Wissenschaftlern entwickelt und popularisiert. Albert Einstein war es, der eine wissenschaftliche Arbeit über die Natur des Lichts und den photovoltaischen Effekt veröffentlichte. Bereits in den 1960er Jahren wurde die Energie der Sonne von der NASA genutzt. Obwohl sie erhebliche Kosten verursachte, beschlossen die Wissenschaftler, die Technologie weiterzuentwickeln. Der Durchbruch gelang mit der Errichtung unabhängiger Photovoltaikanlagen in Deutschland und Japan in den 1990er Jahren.
Wie wird aus der Sonne Strom erzeugt?
Wie wir bereits erwähnt haben, ist der photovoltaische Effekt für die Gewinnung von Strom aus der Sonne verantwortlich. Er tritt in den photovoltaischen Zellen auf, aus denen die Solarzellen bestehen. Damit der photovoltaische Effekt eintreten kann, sind geeignete Halbleiter erforderlich. Bei den üblicherweise in Hausinstallationen verwendeten Photovoltaikmodulen ist Silizium ein solches Material.
Das Sonnenlicht, das auf die in einem günstigen Winkel aufgestellten Photovoltaikmodule fällt, wird von dem Halbleiter Silizium absorbiert. Sobald die Photonen von den Zellen absorbiert werden, findet ein Prozess statt, bei dem die Zellen Elektronen aus dem Halbleiter herausschlagen. Positive und negative Ladungen beginnen, sich in der Zelle zu bewegen, wodurch Gleichstrom erzeugt wird. Um diesen in Wechselstrom umzuwandeln, werden Wechselrichter verwendet, die Teil der Photovoltaikanlage sind.
Wann produziert eine Fotovoltaikanlage Strom?
Die zunehmende Beliebtheit der Photovoltaik hat zu einer Reihe von Mythen über Kleinstanlagen im Haushalt geführt. Einer davon ist die Behauptung, dass Photovoltaikmodule nur an wolkenlosen, sonnigen Tagen Strom erzeugen. Es stimmt, dass zu dieser Zeit die Energiemenge, die von der Sonne erzeugt wird, viel höher ist. Das bedeutet jedoch nicht, dass an Tagen, an denen der Himmel mit Wolken bedeckt ist, kein Strom erzeugt wird. Die Produktion bleibt dann einfach auf einem niedrigeren Niveau.
Ein weiterer Mythos, den man immer wieder hört, ist die Theorie, dass Photovoltaikmodule bei Minusgraden im Winter keinen Strom erzeugen können. Das ist nicht wahr, denn die Photonen der Sonnenenergie werden zur Stromerzeugung genutzt. Niedrige Temperaturen haben keinen Einfluss auf den Betrieb der Module. Wenn die Tage in den Wintermonaten sonnig sind und die Fotovoltaikanlagen nicht von einer dicken Schneeschicht bedeckt sind, wird Strom erzeugt.
Strom aus der Sonne – warum nutzen?
Der Einsatz einer häuslichen Photovoltaikanlage ist eine hervorragende Möglichkeit, Einsparungen zu erzielen. Durch die Erzeugung von Strom für den Eigenbedarf können wir die mit den Stromkosten verbundenen Kosten minimieren. Darüber hinaus tragen wir durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen dazu bei, die Kohlendioxidemissionen zu verringern, die durch die Verbrennung herkömmlicher Brennstoffe in Herden entstehen.
Eine netzunabhängige Fotovoltaikanlage ist eine hervorragende Möglichkeit, sich von Stromversorgern unabhängig zu machen. Diese Art von Anlage eignet sich besonders für Gebiete, in denen der Zugang zu Elektrizität schwierig ist. Die auf diese Weise installierten Photovoltaikmodule auf einem Ferienhaus oder Wohnmobil decken den Energiebedarf, ohne dass ein Anschluss an das Stromnetz erforderlich ist.
