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Photovoltaik - umweltfreundlicher Strom aus Sonnenlicht

Trotz sinkender Netzeinspeisevergütungen ist Photovoltaik in Deutschland weiterhin sehr gefragt. Doch wie wird eigentlich Sonnenenergie zu Strom umgewandelt und wann lohnt sich die Anschaffung einer Photovoltaikanlage? Erfahren Sie hier auf Solaranlage.de alles zum Thema Photovoltaik und finden Sie passende Angebote für Ihre neue Anlage.

Von der Sonne zum Strom

Damit aus Sonnenenergie nutzbarer Strom gewonnen werden kann, braucht es vor allem Eines: Solarzellen. Diese setzen sich aus Halbleitermaterialien wie Silizium zusammen, welche in Folge von zugeführter Energie Ladungsträger erzeugen und elektrisch leitfähig werden. In dem internen elektrischen Feld der Solarzelle entsteht ein Grenzübergang von positiven sowie negativen Ladungsträgern, mit denen ein jeweiliger Überschuss erzeugt werden kann. Dieser Vorgang des gezielten Einbringens von Ladungsträgern in das Halbleiterelement wird Dotierung genannt. Fällt nun Licht auf die Solarzelle, trennen sich die Ladungsträger und produzieren elektrischen Strom, der mithilfe von Metallkontakten aufgefangen wird. Mehr zur Funktionsweise einer Solarzelle erfahren Sie in diesem Video:

TIPP DER REDAKTION:

Die Leistung einer Solarzelle wird in Wp (Watt Peak) oder kWp (Kilowatt Peak) angegeben. Damit ist die höchstmögliche Leistung der Anlage gemeint – allerdings nur unter bestimmten Testbedingungen. In der Praxis weichen die Werte oft ab. Um den jährlichen Stromverbrauch eines 4-Personen-Haushalts von rund 4.000 kWh abzudecken, wird eine PV-Anlage mit einer Leistung von rund 4 kWp benötigt.

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Verschiedene Typen von Photovoltaik-Modulen

Da eine einzelne Zelle sehr wenig Strom erzeugt, werden mehrere Zellen zu einem Solarmodul zusammengefügt. Ein solches Modul kann je nach Aufstellungsort und Breitengrad rund 265 bis 275 Wp Strom produzieren.

Je nach dem Aufbau der Zellen werden die Module in folgende Typen unterteilt:

  • Monokristalline Module:Monokristalline Zellen basieren auf reinem Silizium und werden von einkristallinen Stäben in sehr dünne Scheiben gesägt. Diese Siliziumscheiben werden auch Wafer genannt. Der Wirkungsgrad von monokristallinen Solarzellen ist relativ hoch und liegt in der Produktion bei 15 bis 20 %. Aufgrund des aufwendigen Herstellungsverfahrens und der Leistung sind einkristalline Siliziumzellen die kostenintensivste Variante.
  • Polykristalline Module:Polykristalline Solarzellen werden ebenfalls in Form von Scheiben abgesägt, allerdings wird das flüssige Silizium vorher in Blöcke gegossen, sodass sich beim Erhärten zahlreiche Kristallstrukturen bilden. Die variable Anordnung der Kristalle hat zur Folge, dass an den Übergängen Defekte auftreten und so der Wirkungsgrad niedriger ist. Dieser liegt bei 13 bis 15 %, woraus ein günstigerer Preis resultiert.
  • Amorphe oder Dünnschicht-Module:Amorphe Solarzellen oder Dünnschichtzellen haben keine kristalline Struktur und dahingehend einen sehr geringen Wirkungsgrad von lediglich 5 bis 10 %. Auf das Trägermaterial wird eine Siliziumschicht aufgedampft oder aufgespritzt, sodass die Schichtdicke weniger als 1 µm schmal ist. Dünnschichtzellen haben den niedrigsten Verkaufspreis und werden seltener in Photovoltaikanlagen eingesetzt als kristalline Solarzellen. Sie finden vielmehr Verwendung in Taschenrechnern und weiteren Kleingeräten.

So gelangt der Solarstrom ins Stromnetz

Der über die Solarmodule erzeugte Strom fließt als Gleichstrom und kann daher vom Verbraucher nicht direkt verwendet werden. Um den Solarstrom im Haushalt benutzen oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen zu können, muss er in Wechselstrom umgewandelt werden. Dies erfolgt mithilfe eines Wechselrichters. Anschließend wandert der Wechselstrom in den Stromzähler, wo er erfasst wird. Falls der erzeugte Strom im Haushalt benötigt wird, wird er direkt in den Stromkreis geleitet. Besteht hingegen kein Strombedarf, so wird der Strom über einen weiteren Zähler in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Solaranlage im Garten - Aufbau und Funktionsweise der Stromversorgung

TIPP DER REDAKTION:

Der meiste Solarstrom wird dann produziert, wenn niemand zu Hause ist: in der Mittagszeit. Somit wird dieser in das öffentliche Stromnetz eingespeist und kann nicht für den Eigenverbrauch genutzt werden. Eine Lösung bietet ein Solarstromspeicher, mit dem Sie Ihren Solarstrom auch abends nutzen und sich so von steigenden Stromkosten unabhängig machen können.

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Optimale Voraussetzungen für Ihre PV-Anlage

Die Wirtschaftlichkeit stellt einen enormen Aspekt in der Photovoltaik dar. Eine Photovoltaikanlage amortisiert sich nach etwa 8 bis 14 Jahren und hat eine Lebensdauer von wenigstens 20 bis sogar 30 Jahren. Folgende Faktoren bestimmen, wie produktiv eine Solarstromanlage ist:

  • Standort des Hauses (entscheidend für die Sonnenscheindauer)
  • Dachausrichtung (je südlicher die Ausrichtung, desto besser)
  • Dachneigung (ideal ist ein Neigungswinkel zwischen 30 und 45 Grad)
  • Modulfläche (mindestens 40 m² Dachfläche erfordert eine PV-Anlage für die Stromabdeckung eines 4-Personen-Haushalts)
  • Leistungsstärke bzw. Wirkungsgrad der Solarmodule (den größten Wirkungsgrad besitzen monokristalline Module)
  • Verschattung (Schatten von Bäumen oder anderen Gebäuden minimiert die PV-Leistung)

Damit Sie den bestmöglichen Ertrag aus Ihrer Photovoltaikanlage ziehen können, sollten Sie für die Planung und die Montage der Anlage einen Fachmann beauftragen. Die Suche nach einem passenden Solateur ist jetzt einfacher denn je: Auf Solaranlage.de erhalten Sie jetzt die besten Angebote für Ihre neue Anlage – kostenlos, unverbindlich und von geprüften Anbietern aus Ihrer Region. So einfach geht’s: Füllen Sie unser Online-Formular aus und beschreiben Sie Ihre Anforderungen an die Photovoltaikanlage. Anschließend erhalten Sie über uns bis zu drei individuelle Angebote von Solarfirmen, die Sie bequem vergleichen können. Ist ein passendes Angebot dabei, können Sie die Firma sofort beauftragen.

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