Photovoltaik
 

Photovoltaik

Was ist Solarstrom?
Unter Photovoltaik oder Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenlicht, in elektrische Energie. Der Name setzt sich aus den Bestandteilen Photos – das griechische Wort für Licht – und Volta – nach Alessandro Volta, einem Pionier der Elektrotechnik – zusammen. Die Photovoltaik ist ein Teilbereich der umfassenderen Solartechnik, die auch andere technische Nutzungen der Sonnenenergie einschließt. Die Erzeugung von elektrischem Strom geschieht über kleine Solarzellen, die zu einem Solarmodul zusammengefasst werden. Je mehr Licht auf das Modul fällt, umso mehr Strom fließt.

Das Solarmodul produziert Gleichstrom. Dieser wird entweder direkt genutzt, also beispielsweise in Batterien gespeichert oder in Wechselstrom umgewandelt, damit man den Solarstrom in das öffentliche Stromnetz einspeisen kann.

Bringt die Sonne denn so viel Energie?

Unsere Sonne ist ein gewaltiges Kraftwerk. Sie liefert Unmengen an Strahlungsenergie oder Solarenergie, die in der Sonne durch Kernfusion erzeugt wird.

Im Abstand der Erde führt die Abstrahlung der Sonnenenergie zu einer Einstrahlung von knapp 1,4 Kilowatt pro Quadratmeter. Das ist die so genannte Solarkonstante. Dies entspricht ungefähr der Energie von einem Kohle-Brikett pro m² pro Tag. Durch Streuung (das Licht geht z.B. durch eine Wolkendecke), die Neigung der Erde und Reflektion (jede Oberfläche reflektiert /spiegelt eine bestimmte Menge Licht) sinkt jedoch die tatsächliche Energiemenge, die auf der Erdoberfläche ankommt.

In Deutschland strahlt die Sonne pro Jahr ca. 950 bis 1.200 kWh (Kilowattstunden) solare Energie auf jeden Quadratmeter. Dies ist der ungefähre Stromverbrauch einer Person in Deutschland.
Und wieviel Energie kann genutzt werden?
Heutige Photovoltaikanlagen haben einen Wirkungsgrad von 8-18%.

Beispiel:
Die Einstrahlung der Sonne in Ihrem Wohnbereich beträgt 1000kWh / Jahr / m². Ihre Photovoltaikanlage hat einen Wirkungsgrad von 15%.
Sie gewinnen also 150kWh Solarenergie pro Jahr pro Quadratmeter Solarmodul.
Mit 8m² Solarfläche erzeugen Sie beispielsweise den jährlich benötigten Strom für eine Person
.
  • Leistung wird in der Photovoltaik generell in Bezug auf eine Fläche angegeben. Beispiel: Watt pro m² (W/m²) oder Kilowatt pro m² (kW/m²).
  • Die Angabe Wh/m² (Wattstunde pro m²) oder kWh/m² (Kilowattstunde pro m²) bezeichnet die einer Stunde erzeugte Energie.
Deutschland und Sonnenenergie?
Obwohl es viele in ihrem Urlaub in wärmere und sonnigere Gegenden der Erde verschlägt, kann doch gesagt werden, dass die Sonnenenergie in Deutschland für die effektive Gewinnung von Strom ausreichend ist.

In Deutschland rechnet man im Jahr mit ca. 1.000 kWh/m² - trotz unseres oftmals grau-verhangenem Wetters. Ca. 50% des Jahres wird nur diffuse Strahlung durch die Wolkendecke auf Ihre Solarzellen fallen.

Und trotzdem - auch dieses diffuse Licht sorgt in Ihren Solarzellen für Strom, da die Module auf unsere klimatischen Bedingungen ausgelegt sind. Natürlich ist die Ausbeute weit geringer als bei Direkteinstrahlung.
  • 1 kWh pro m² = 1 Stunde blauer Himmel
  • 1 kWh pro m² = 20 Stunden stark bewöklt
Also auch bei verhangenem Wetter liefert eine Solaranlage also Sonnenenergie.
Bei bedecktem Himmel ca. 50W/m². Bei klarem Himmel dagegen 1000 W/m².