Solare Stromerzeugung - Einführung in die Funktionsprinzipien

Eine Photovoltaik - Anlage wandelt mit Hilfe von Solarzellen Licht direkt in elektrische Energie um, ohne CO2 - Emission und ohne Lärm.

(Aufbau einer Solarzelle, Quelle: Wikipedia, Autor: Degreen, Lizenz: CreativeCommons by-sa-2.0-de)

 

Elektrischer Strom ist ein hochwertiger Energieträger, über dessen Entstehung und Verfügbarkeit wir uns in zunehmendem Maße Gedanken machen sollten. Die Photovoltaik gehört zu den zukunftsträchtigsten Technologien im Energiebereich.

Technisch hat die Photovoltaik mittlerweile einen sehr hohen Stand erreicht, für die Solarmodule gibt es Garantiezeiten der Hersteller von bis zu 25 Jahren.

Die Solarzellen bestehen meistens aus Silizium, einem Element, das in der Natur sehr häufig vorkommt. Strahlt die Sonne auf die Solarzellen, baut sich zwischen der Ober- und Unterseite einer Solarzelle eine Gleichspannung auf. Diese Energie kann in Solarakkus gespeichert, oder mit einem Wechselrichter in 230V Wechselstrom umgewandelt werden.

Man unterscheidet zwischen den sogenannten Inselanlagen, die die erzeugte Energie für netzunabhängige Verbraucher zur Verfügung stellen und den netzgekoppelten Anlagen.

Inselanlagen findet man z.B. an Parkscheinautomaten, Notrufsäulen an der Autobahn und Geräten für Verkehrsleitsysteme. Inselanlagen werden aber auch an Gartenhäusern oder Almhütten installiert, um dort Strom zur Verfügung zu haben. In Entwicklungsländern wächst die Bedeutung der Inselanlagen zunehmend ,es ist oft die einzige Möglichkeit der Elektrifizierung von Haushalten. Dabei wird der tagsüber solar erzeugte Strom in Akkumulatoren gespeichert und steht so auch zur Verfügung, wenn keine Sonne scheint.

Netzgekoppelte Anlagen, wie sie in Deutschland vorwiegend an und auf Häusern angetroffen werden, speisen den (gesamten) erzeugten Strom in das öffentliche Netz ein und ersetzten damit Strom aus konventionellen Kraftwerken. Von den Energieversorgern wird dieser eingespeiste Strom bezahlt (vergütet, siehe Erneuerbare Energien Gesetz).

Eine netzgekoppelte PV-Anlage besteht aus den Komponenten Solargenerator, das sind die Solarmodule auf dem Dach, einem Wechselrichter, der den solar erzeugten Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom umwandelt, und dem Netzanschluß.

In der Praxis gibt es 2 Lösungen: