Info PV-Technologie

Photovoltaik

Anwendungsbereiche der Photovoltaik

Photovoltaik (Fotovoltaik) nennt man den Vorgang, in dem Lichtenergie (Sonnenenergie) in elektrische Energie umgewandelt wird. Besonders in der Raumfahrtindustrie ist diese Methode der Energiegewinnung seit 1958 von großer Bedeutung. Heutzutage wird sie in verschiedenen Bereichen eingesetzt wie z.B. auf Dachflächen, an Parkscheinautomaten, an Schallschutzwänden, in Taschenrechnern und neuerdings bei aller Art Beleuchtung, Pumpen, Filtern, Uhren, Ventilatoren usw.


Erzeugte Elektrizität durch Photovoltaik

Wenn die Sonne auf Solarzellen scheint, die zu Solarmodulen verbunden werden findet Photovoltaik statt. Die durch das Einfangen der Sonnenstrahlen erzeugte Elektrizität kann auf zwei verschiedene Weisen weiterverwendet werden. Entweder man speichert sie in Akkumulatoren, oder sie wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Bei diesem Vorgang muss die Gleichspannung anhand eines Wechselrichters in Wechselspannung umgewandelt werden.



Leistungsfähigkeit der Photovoltaik

Nennleistung

Diese Angabe dient dem Vergleich von verschiedenen Solarmodulen. Man berechnet sie bei 25°C Modultemperatur, 1000W/m² Bestrahlungsstärke und einer Luftmasse von 1,5. Mit genau diesen Angaben müssen die Solarzellen getestet werden. Ist dieses Testverfahren nicht möglich, müssen die Werte rechnerisch ermittelt werden.


Wirkungsgrad


Der Wirkungsgrad einer Solaranlage ist das Verhältnis der nutzbaren zur eingesetzten Energie.
Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad von 11 – 17%, thermische Solaranlagen wandeln zwischen 24 und 40% der Sonnenstrahlung um.
Der Wirkungsgrad bei der Photovoltaik kann auf 3 verschiedene Weisen betrachtet werden. Eine Solarzelle ohne jeglichen Zusatz, das Solarpanel bzw.- Modul und die gesamte Solaranlage (mit Wechselrichter und Akkus).


Antireflektion zur Erhöhung der Wirkungsgrade


Konzentratorzellen können die höchsten Wirkungsgrade (bis zu 40%) erzielen.
Dies zum Vergleich: Sonnenwärmekraftwerke erreichen Wirkungsgrade von 14 bis 16%.
Da Solarmodule ohne eine Antireflexionsmethode das Sonnenlicht reflektieren würden und nicht das gesamte Licht absorbiert werden könnte, werden Solarmodule in der Regel mit schwarzem Silicium oder mit einer Antireflexionsschicht ausgestattet, die das Licht in das Material geleitet. Somit können höhere Wirkungsgrade erzielt werden.

Anschaffungskosten und Amortisationszeit einer Photovoltaik-Anlage


Die Kosten sind natürlich von der Art und Qualität der Photovoltaikanlage abhängig. Pro Kilowatt Leistung kann man jedoch mit Anschaffungskosten von ca. 2.000 – 2.500 € rechnen. Eine Photovoltaikanlage in Deutschland hat einen Jahresertrag von 700 – 1.100 kWh pro kWp.
Das Erneuerbare-Energien-Gesetz garantiert allen Betreibern von Photovoltaikanlagen eine Mindestvergütung von 28,74 Cent pro kWh über 20 Jahre für den ins Netz eingespeiste Strom.
Die Amortisationszeit liegt bei 8 bis 12 Jahren, das heißt innerhalb dieser Zeit rentiert sich die Anschaffung.

Photovoltaik


Photovoltaik wird heutzutage in verschiedenen Bereichen angewandt. Die durch Photovoltaik gewonnene Energie ist so umfangreich anwendbar, dass sie ein ganzes Haus mit Strom versorgen kann, doch auch Taschenrechner und Uhren zum Funktionieren bringen kann. Der größte Anwendungsbereich der Photovoltaik in Deutschland ist zurzeit die Stromversorgung von Privathäusern und Wohnungen. Anhand dieser Photovoltaik Anlagen wird der Eigenbedarf an Strom gedeckt, und die restliche Energie wird in das öffentliche Stromnetzwerk eingespeist.

Bei der Anbringung der Photovoltaik Anlage muss man Flachdächer von Schrägdächern unterscheiden. Damit die Sonnenstrahlen optimal genutzt werden, und die Photovoltaik gewinnbringend funktioniert, helfen spezielle Vorrichtungen am Dach, die Photovoltaik Anlage im richtigen Winkel zur Sonne hin anzubringen. Diese Vorrichtungen werden bei den Flachdächern eingesetzt, um die Photovoltaik Anlage anzuheben.

Wie viel Strom mit Photovoltaik produziert werden kann hängt von vielen Faktoren ab. Der größte Faktor ist wohl der Standort. Je näher am Äquator, desto mehr Sonneneinstrahlung ist vorhanden. In Ländern wie Deutschland ist die Photovoltaik stark von der Tages- und Jahreszeit abhängig.  Auch der Grad der Bewölkung ist ein wichtiger Punkt. In Deutschland kann die Photovoltaik Branche im Sommer etwa mit dem fünffachen der Sonneneinstrahlung im Winter rechnen.