Welche Technologie steckt hinter dem Begriff "Photovoltaik"? Wie wird mittels Sonnenenergie Strom erzeugt? Und lohnt sich eine Photovoltaikanlange auf dem eigenen Hausdach überhaupt?

Photovoltaik bezeichnet die Gewinnung elektrischen Stroms aus Sonnenlicht. Die Sonne schickt ihr Licht in Form von elektromagnetischen Strahlen zur Erde, die dort mit Hilfe von Solarzellen aufgefangen und in Elektrizität umgewandelt werden. Die Bezeichnung Photovoltaik setzt sich zusammen aus dem griechischen Wort phos für Licht und dem Namen des Italieners Allessandro Volta, Erfinder der Batterie.

Die Umwandlung der elektromagnetischen Strahlung in elektrischen Strom basiert auf dem photoelektrischen Effekt: Die Lichtstrahlen treffen auf eine metallische Oberfläche, in diesem Fall eine Solarzelle. Das Metall sendet Elektronen aus, Strom fließt.

Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen. Die Zellen werden je nach Materialdicke in Dickschicht- und Dünnschichtzellen eingeteilt. Das verbaute Material dient als weiteres Unterscheidungskriterium. Solarzellen bestehen z.B. aus Halbleitermaterialien oder aus Silicium. Silicium wird weltweit am häufigsten für Solarzellen eingesetzt.

Eine Photovoltaikanlage besteht aus mehreren Solarmodulen, die sich wiederum aus mehreren Solarzellen zusammensetzen. Photovoltaikanlagen finden sich auf Dächern, Parkscheinautomaten, an Schallschutzwänden oder auf Freiflächen.

Bei Einfamilienhäusern werden überwiegend Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von einem bis fünf Kilowatt eingesetzt. Welche Anlage installiert wird, ist abhängig vom Stromverbrauch, der vorhandenen Freifläche und den Finanzierungsmöglichkeiten.

Eine 20 qm große Anlage mit einer Leistung von etwa zwei Kilowatt peak (kWp) (das ist der Maßstab, der die maximale Leistung einer Anlage beschreibt) produziert jährlich rund 1.400 - 2.000 kWh Solarstrom. Das entspricht etwa der Hälfte des jährlichen Stromverbrauchs einer vierköpfigen Familie.

Da die Intensität der Sonnenstrahlung stark von der Tageszeit, der Jahreszeit und den Wetterbedingungen abhängt, variiert die erzeugte Menge Solarstrom. Es ist daher wichtig, überschüssigen Solarstrom für Zeiten zu speichern, in denen der Verbrauch über der Produktionsmenge liegt. Es gibt verschiedene Systeme, um überschüssigen Solarstrom zu speichern. Solarstrom kann allerdings aufgrund von Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit nicht unbegrenzt gespeichert werden. Um dieses Problem zu lösen, empfiehlt es sich, eine Photovoltaikanlage in Verbindung mit anderen Technologien zur Energiegewinnung einzusetzen (Energiemix).

Große Pluspunkte bei der Stromgewinnung aus Sonnenergie: Es entstehen keine Nebenprodukte wie CO2. Außerdem: Sonnenstrahlung ist kostenlos. Nur die Technologie kostet Geld. Aber die staatliche Förderbank KfW hilft, indem Sie günstige Kredite bietet. Zudem wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) die Nutzung der Sonnenenergie gefördert. Das EEG verpflichtet Versorgungsunternehmen, den aus regenerativen Quellen gewonnen Strom in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen und ihn nach festen Tarifen zu vergüten. Zurzeit erhält ein privater Stromproduzent für eine Kilowattstunde rund 46 Cent.

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