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PHOTOVOLTAIK - Einleitung

Photovoltaik Zellen © SolarWorld AG
Photovoltaik Zellen Bild © SolarWorld AG
 
Funktionsschema einer Photovoltaik-Zelle
Funktionsschema einer Photovoltaik-Zelle 

Bei der direkten Umwandlung der Sonnenstrahlen in Strom machen wir uns eine spezielle Eigenschaft des Sonnenlichtes zunutze. Das Sonnenlicht besteht aus unzähligen winzigen Energieträgern (Photonen). Treffen diese auf bestimmte Stoffe, zum Beispiel Silizium, setzen sie Elektronen frei. Vereinfacht gesagt: So entsteht elektrischer Strom.

Die Solarzelle – ein umweltfreundlicher Minigenerator. Das Silizium einer derartigen Solarzelle wird in aufwendigen Reinigungs- und Schmelzprozessen aus Quarzsand gewonnen. Durch Zugabe von Phosphor und Bor erhält es dann seine Leitfähigkeit.

Man unterscheidet drei Arten von Siliziumzellen:

  • monokristalline Silizumzellen
  • polykristalline Siliziumzellen
  • amorphe Siliziumzellen (auch Dünnschichtzellen genannt)


Monokristalline Siliziumzellen

Die monokristallinen Siliziumzellen haben eine höhere Energieausbeute bei geringeren Einstrahlungen und weisen die höchsten Wirkungsgrade von 14 % bis 17 % auf. 

Poly­kristalline Siliziumzellen 

Die poly­kristallinen Siliziumzellen haben einen minimal geringeren Wirk­ungs­grad von 13 % bis 16 %. 

Amorphe Siliziumzellen

Amorphe Siliziumzellen sind bei geringen Einstrahlungen besonders effektiv. Sie benötigen aufgrund des geringeren Wirk­ungs­grad von ca. 7 % bei gleicher Leistung die doppelte Montagefläche. Außerdem haben sie eine geringere Lebensdauer als die anderen beiden Zellen. Die kristallinen Zellen werden in der Regel zu 36 Zellen (12 V) bzw. zu 72 Zellen (24 V) in Reihe zu einem Modul zusammen geschaltet. 

Photovoltaik-Anlage

Eine Photovoltaik-Anlage besteht meistens aus mehreren zusammengekoppelten Modulen (Solargenerator), den Halte­vorrichtungen, einem Wechselrichter, der den aus Sonnenenergie erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, einem Regel- und Akku­mulatoren­system bei Inselanlagen bzw. einem Bezugs- und/oder Einspeisezähler bei netzgekoppelten Anlagen.

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