Strom aus der Sonne
Photovoltaik
Photovoltaik - so nennt sich der Fachbegriff für die direkte Umwandlung von Sonnenstrahlung in Strom.
Solarzellen für die Solarmodule von Photovoltaik-Anlagen sind heute in der Regel aus kristallinem Silizium (Si) hergestellt, das aus Quarzsand (SiO2) gewonnen wird.
Aus diesem Material werden Scheiben von wenigen Zehntel Millimeter Dicke hergestellt.
Durch den Einbau einer kleinen Menge von Fremdatomen in das Silizium-Gitter (Dotierung) wird in einer dünnen Oberflächenschicht die Elektronenleitfähigkeit, die Leitfähigkeit von positiven Ladungsträgern (Elektronenfehlstellen) vergrößert.
Zwischen diesen Bereichen entsteht ein elektrisches Feld. Bei der Belichtung einer Solarzelle werden freie Ladungsträger (Elektronen) erzeugt, die versuchen, das elektrische Feld zwischen beiden Bereichen abzubauen. Daraus ergibt ist eine Spannung an den Metallkontakten der Solarzelle. Wird dann über eine äußere elektrische Verbindung der Stromkreis geschlossen, fließt Strom.
Stirum-Schule Bruchsal
Was leistet eine Photovoltaikzelle ?
Bei voller Sonneneinstrahlung (1000 Watt pro Quadratmeter) fallen auf eine Solarzelle mit einer Kantenlänge von 10 x 15 cm ca. 185 Wp (Wattpeak). Diese werden dann in der Solarzelle in eine elektrische Leistung von etwa 200 Watt umgewandelt. Scheint die Sonne nur mit halber Kraft (durch Dunst oder Bewölkung oder niedrigeren Sonnenstand), so verringert sich die abgegebene Leistung der Solarzelle entsprechend. Einzelne Solarzellen werden zu sogenannten Modulen mit 36 bis 40 Zellen zusammengeschaltet:
Generell unterscheiden wir zwischen zwei verschiedene Typen von Photovoltaik-Anlagen: Netzgekoppelte und netzunabhängige Photovoltaik-Anlagen.
Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen ...
... (z. Bspl. für ein Wohngebäude) sind über einen Wechselrichter an das öffentliche Stromversorgungsnetz angeschlossen. Der Wechselrichter wandelt den Solarzellen-Gleichstrom in Wechselstrom um und speist ihn in die direkt in das Netz des Stromversorgers ein. An sonnenreichen Tagen wird somit die gesamte Sonnenenergie in das öffentliche Stromnetz abgegeben und in sonnenarmen Zeiten sowie in der Nacht, Strom von dort bezogen.
Netzunabhängige Photovoltaikanlagen ...
.. arbeiten im sogenannten Inselbetrieb, also ohne Verbindung zum öffentlichen Stromversorgungsnetz. Zur Überbrückung von sonnenarmen Zeiten und für die Nacht sind hier wiederaufladbare Batterien ("Akkus") zur Speicherung des Stroms notwendig. Netzunabhängige Anlagen sind dann sinnvoll und oft sogar wirtschaftlich, wenn ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz nicht möglich oder dieser Anschluss teurer als eine Photovoltaik-Anlage ist (z. B. Parkscheinautomaten, Verkehrsflussmesseinrichtungen).
Unsere unten im Bild gezeigte Anlage besteht aus 18 rahmenlosen Glas-Glas-Solarmodulen mit jeweils 185 Wattpeak, mit einer Gesamtleistung von 3.330 Wp, was bedeutet, dass ca. 2.800 kWh umweltfreundlicher Solarstrom pro Jahr in dieser Buchhandlung erzeugt wird.
Objekt:
Buchhandlung Braunbarth,
76646 Bruchsal, Kaiserstr. 30
Fertigstellung 2000.
Planer:
Architekturbüro Dipl. Ing. Willi Lechleiter – Energieberater
76646 Bruchsal, Werner-von-Siemens-Str. 49
Bundesumweltminister Trittin in Bruchsal Besichtigung der neuen Solaranlage der Buchhandlung Braunbarth
© 2006 - Alle Rechte vorbehalten.