Photovoltaik

Was verbirgt sich hinter dem Wort Photovoltaik?

Vereinfacht gesagt, handelt es sich um die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie (Photo = Licht, Volt = Einheit der elektrischen Spannung). Angesichts dessen, dass die Menge der Sonnenenergie, die auf die Oberfläche der Erde fällt, vielfach höher als der weltweite Gesamtverbrauch an Elektroenergie ist, bietet diese Technologie nicht nur eine sichere Lösung der Energieprobleme, sondern auch der Umweltprobleme. Es handelt sich nämlich um eine Technologie, die als einzige keinerlei Schadstoffe produziert und darüber hinaus keinen übermäßigen Lärm verursacht, wobei ihre Wartung außerdem nicht kompliziert ist.

Nach welchem Prinzip funktioniert die Photovoltaik?

Die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie erfolgt in einer Halbleiterkomponente, einem sog. photovoltaischen (Solar-) Zelle. Diese Zelle, für deren Herstellung kristallisches Silizium (Quarz) verwendet wird, hat die Aufgabe, möglichst viel Sonnenstrahlung zu absorbieren und die gewonnene Energie gleichzeitig so effektiv wie möglich zu nutzen.

Photovoltaische Zellen werden in drei grundlegende Arten unterteilt:

Photovoltaische Zellen bilden die Grundstruktur eines Solarpaneels. Die Zellen sind miteinander verlötet und in der Lage, auch sehr ungünstigen klimatischen Bedingungen zu widerstehen, und zwar dank der festen Platte, die sie von unten schützt, sowie dem gehärteten Glas, das einen Schutz von oben bietet.

Aus photovoltaischen Paneelen wird eine sehr niedrige Gleichspannung (12 V – 24 V) gewonnen, die anschließend mit Hilfe eines Wandlers (Wechselrichters) in eine niedrige Wechselspannung (230 V) umgewandelt wird.

Wo ist die Installation photovoltaischer Systeme geeignet?

Ein photovoltaisches System arbeitet am besten, wenn es im Einklang mit den lokalen Bedingungen konzipiert ist (Dimensionierung, Positionierung der Solarzellen und Art der Nutzung). Für die Dimensionierung ist wichtig, den Zweck, den erwogenen Verbrauch (Produktion) an Elektroenergie, den Typ und die Betriebsstunden der angeschlossenen Geräte zu kennen, jedoch sollte man auch wissen, ob das System an das Netz angeschlossen wird oder nicht, ferner die Art des Anschlusses an eine zusätzliche Energiequelle sowie weitere Eingangsdaten:

1. die Anzahl der Stunden mit Sonnenschein und die Intensität der Sonnenstrahlung, die sich je nach der Verunreinigung der Atmosphäre ändert (Stadt, Land, Berge)
2. die Orientierung – ideal wäre sie nach Süden (ggf. mit automatischer Drehung der Paneele zur Sonne)
3. die Neigung der Paneele – für den ganzjährigen Betrieb ist ein Neigungswinkel zur Ebene von 38° optimal
4. die Menge schattenwerfender Hindernisse –notwenig ist die ganztägige Beleuchtung durch die Sonne

Natürliche Bedingungen:

Auf das Gebiet der Tschechischen Republik fallen pro Jahr 900 – 1200 kWh/m². Die entscheidenden Faktoren sind die Bewölkung und die Luftverschmutzung. Die Menge der auftreffenden Sonnenenergie unterscheidet sich einzelnen Jahren gewöhnlich um 10 %. Ein photovoltaisches System mit einer installierten Leistung von 1kWp ist unter den Bedingungen in der Tschechischen Republik in der Lage, jährlich 800 - 1000 kWh Elektroenergie zu liefern. Bei ungeeigneter Orientierung oder Überschattung kann dies wesentlich weniger sein. Die Fläche des Systems mit einer Leistung von 1kWp ist vom Wirkungsgrad der verwendeten Komponenten abhängig und bewegt sich zwischen 6 und 9 m².