Konstruktion und Bauen, eine sehr spannende Sache

Photovoltaik (PV)-Geräte erzeugen Elektrizität direkt aus Sonnenlicht durch einen elektronischen Prozess, der in natürlicher Weise in einigen Arten von Material, den sogenannten Halbleitern, auftritt. Elektronen in diesen Stoffen werden durch die solare Energie freigesetzt. Sie können dazu veranlasst werden, durch einen elektrischen Stromkreis zu wandern, elektrische Geräte mit Strom zu versorgen oder Strom an das Stromnetz zu senden.   

Photovoltaik-Geräte können benutzt werden, um alles zu betreiben, von kleinen elektronischen Geräten wie Taschenrechnern und Straßenschildern bis hin zu Wohnungen und großen kommerziellen Unternehmen. 

So vergleichen Sie Solar-Wechselrichter   

Wie funktioniert die PV-Technologie? Photonen treffen und ionisieren Halbleitermaterial auf dem Solarpanel, wodurch die äußeren Elektronen aus ihren atomaren Bindungen ausbrechen. Aufgrund der Struktur der Halbleiter werden die Elektronen in eine Richtung gestoßen, wodurch ein elektrischer Stromfluss erzeugt wird. Solarzellen sind im Diagramm einer typischen kristallinen Silizium-Solarzelle nicht zu 100 % effizient. Solarzellen sind teilweise nicht zu 100 % effizient, weil ein Anteil des Spektrums von Licht reflektiert wird, einige zu schwach sind, um Elektrizität zu erzeugen (Infrarot) und andere (Ultraviolett) Wärmeenergie statt Elektrizität erzeugt.   

Um diesen Typ von Zelle herzustellen, werden Wafer aus hochreinem Silizium mit verschiedenen Verunreinigungen "dotiert" und miteinander verschmolzen. Die resultierende Struktur erzeugt einen Pfad für elektrischen Strom innerhalb und zwischen den Solarzellen.   

Andere Arten von Photovoltaik-Technologie   

Neben kristallinem Silizium (c-Si) gibt es zwei andere Hauptarten der Photovoltaik-Technologie:  Dünnschicht-Photovoltaik ist ein schnell wachsender, aber kleiner Prozentsatz des kommerziellen Marktes für Solarenergie. Viele Firmen für Dünnschicht-PV sind Start-ups, die experimentelle Technologien entwickeln. Sie sind im Wesentlichen weniger effizient - aber oft günstiger - als c-Si-Module.   

In den Usa finden sich konzentrierende PV-Arrays hauptsächlich im Südwesten der Wüste. Sie verwenden Spiegel und Linsen, um konzentrierte Sonnenenergie auf hocheffiziente Zellen zu reflektieren. Sie benötigen direkte Sonneneinstrahlung und Tracking-Systeme, um am effektivsten zu sein.   

Geschichte der Photovoltaik-Technologie   

Der PV-Effekt wurde bereits 1839 von Alexandre Edmund Becquerel beobachtet und war Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen bis Anfang des 20. Jahrhunderts. Im Jahr 1954 führte Bell Labs in den USA das erste Solar-PV-Gerät ein, das eine nutzbare Menge an Elektrizität produzierte. Bis 1958 wurden Solarzellen in einer Vielzahl von kleinen wissenschaftlichen und kommerziellen Anwendungen verwendet.   

In der Energiekrise der 1970er Jahre begann das Interesse an der Nutzung von Solarzellen zur Stromerzeugung in Privathaushalten und Unternehmen, aber zu hohe Preise (fast 30 Mal höher als der derzeitige Preis) machten Großanwendungen unpraktisch.   

Die Entwicklungen in der Industrie und die Forschung in den folgenden Jahren haben dazu geführt, dass PV-Geräte leichter durchführbar sind und ein Zyklus von steigender Produktion und sinkenden Kosten begann, der auch heute noch anhält.   

Moderne Photovoltaik   

Die Kosten für PV sind drastisch gesunken, da die Industrie die Produktion aufgestockt und die Technologie schrittweise mit neuen Materialien verbessert hat. Die Installationskosten sind zudem durch den Einsatz erfahrener und geschulter Installateure zurückgegangen.