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Photovoltaik: Was ist das?

Die Sonne ist eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle. Ihre technische Nutzung wird unterschieden in Solarthermie und Photovoltaik.
Solarthermie nennt man die Wärmeerzeugung mit Hilfe von Sonnenkollektoren. Klassische Anwendungsgebiete sind Brauchwassererwärmung, Heizungsunterstützung und Schwimmbeckenheizung.
Photovoltaik ist die Stromgewinnung aus Sonnenlicht. Die hierbei eingesetzten Solarzellen sind Halbleiterelemente, in der Regel aus dem Rohstoff Silizium. Fällt Sonnenlicht auf eine Solarzelle, so werden dort Elektronen in Bewegung gesetzt und es fließt ein elektrischer Strom. Voraussetzung ist allerdings, dass ein geschlossener Stromkreis über einen Verbraucher oder das Stromnetz besteht.

Solarzellen werden in Größen von 10 x 10 cm bis 15 x 15 cm hergestellt und zu Solarmodulen zusammengefasst. Zum Schutz gegen härteste Klimabedingungen sind die Zellen zwischen Frontglas und einer rückseitigen Folie einlaminiert und dauerhaft versiegelt. Ein umlaufender Aluminiumrahmen gibt den Modulen die erforderliche Stabilität und ermöglicht die Montage auf einer Unterkonstruktion. Der elektrische Anschluss erfolgt über zwei Anschlusskabel mit wasserdichten Steckverbindern.

Physikalisch bedingt erzeugen Solarzellen Gleichstrom. Der gewonnene Strom kann direkt in Batterien gespeichert oder durch Gleichstromverbraucher genutzt werden.
Man spricht hier von Autarken Solarstromanlagen, die immer dann zum Einsatz kommen, wenn kein öffentliches Stromnetz zur Verfügung steht.

Netzeinspeisesysteme benötigen zusätzlich einen Wechselrichter zur Umwandlung in Wechselstrom. Der Solarstrom wird zeitgleich in das Stromnetz eingespeist, über einen zusätzlichen Zähler erfasst und vergütet.