Photovoltaik

Die meisten Photovoltaik Module werden aus dem Halbleiter Silizium hergestellt. Dieses Material ist das zweithäufigste Element in der Erdschicht und kann sehr umweltfreundlich verarbeitet werden.

Zur Solarstromerzeugung durch Photovoltaik werden zwei Scheiben des Halbleiters Silizium mit bestimmten Stoffen ausgestattet: die eine mit Phosphor (n-Schicht), dadurch wird das Silizium negativ leitend, die andere mit Bor oder Indium (p-Schicht), dadurch entsteht ein positiv leitendes Material. Sobald Licht auf die Solarzelle fällt, übertragen die Photonen ihre Energie auf Elektronen und lösen sie dadurch aus ihren Atomen. Somit entstehen freie Elektronen und Löcher. Durch den p-n Übergang sammeln sich die Elektronen in der n-Halbleiterschicht und die Löcher in der p-Halbleiterschicht. Wenn man jetzt den Stromkreis etwa mit einem kleinen Motor schließt, fließt Gleichstrom.

Der entstehende Photovoltaik Strom kann unterschiedlich verwertet werden. Man kann ihn vor Ort nutzen, in sogenannten Akkumulatoren speichern oder in Stromnetze einspeisen.

Um die Photovoltaik Kosten und Erträge zu ermitteln, ist die Abkürzung kWp wichtig. Kilowatt peak (kWp) beschreibt die optimale Leistung der Photovoltaik Anlage unter genormten Testbedingungen. In Deutschland können mit einer 1 kWp-Anlage zwischen 700 und 900 kWh Strom im Jahr erzeugt werden. In den letzten sonnigen Jahren gab es in Süddeutschland sogar Erträge von 1200 kWh im Jahr. Zum Vergleich: Der jährliche Stromverbrauch eines Vier-Personen-Haushalts liegt bei durchschnittlich 4000 kWh.

Voraussetzungen

Photovoltaik-Anlagen können überall dort installiert werden, wo genügend Lichteinfall herrscht. Natürlich gibt es einige bauliche Voraussetzungen, um einen optimalen Ertrag zu erreichen:

• Verschattungen durch Bäume, Gebäude, Antennen und so weiter sollten vermieden werden
• den optimalen Energieertrag erreicht eine Solaranlage auf einem Süddach mit 20°-40° Neigung
• die ausreichende Statik des Dachs sollte gesichert sein
• die Photovoltaik Anlage sollte sich auf einer Fläche von mindestens 10m² befinden. Je größer die Fläche, desto höher der Ertrag.
• Bei guter Hinterlüftung der Photovoltaikanlage wird der Ertrag noch weiter optimiert.