Newsletter
Nichts mehr verpassen, ab jetzt interessante News & Aktionen ins Postfach erhalten:
Online Shop
Dienstleistungen
Die Kraft der Sonne nutzen – Wie Solarenergie funktioniert
Wie Solarenergie funktioniert
Solarzellen bestehen aus Halbleitern wie Silizium und anderen Materialien, die Sonnenlicht absorbieren und in Strom umwandeln. Photovoltaikzellen sind der Schlüssel, wenn es darum geht, die Kraft der Sonne in Energie umzuwandeln.
Die Zellen arbeiten stetig, indem sie Licht absorbieren und elektrische Ladungen erzeugen. Diese Elektronen können über eine externe Last (etwas, das Strom verbraucht) fließen, wodurch Strom produziert wird.
Wenn ein Sonnenstrahl auf die Solarzelle trifft, wird dieser zu Photonen gebrochen, die in den Silizium-Kristallstrukturen absorbiert werden. Von dort aus setzen Elektronen einen Prozess in Gang – ein sogenannter photoelektrischer Effekt – und machen es möglich, leistungsfähige elektrische Energie zu produzieren.
Je mehr Sonnenlicht von der Solarzelle absorbiert wird, desto mehr Strom erzeugt sie. Solarmodule bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die in Reihen- und Parallelschaltungen miteinander verbunden sind.
Jedes Solarmodul sammelt das Licht aus mehreren Winkeln, wodurch es mehr Strom erzeugen kann als bei einer einzelnen Zelle. Die Panel werden in der Regel auf Dächern oder in offenen Bereichen montiert, wo sie dem direkten Sonnenlicht am besten ausgesetzt sind.
Vorteile und Nachteile der Solarenergie
Ein großer Vorteil der Photovoltaik ist, dass sie keine Treibhausgase oder Schadstoffe in die Umwelt abgibt, wie dies bei anderen Formen der Energieerzeugung der Fall ist. Außerdem erfordern Photovoltaikanlagen nur minimale Wartung und halten jahrzehntelang ohne Reparaturen oder Ersatz.
Ein großer Nachteil ist jedoch, dass diese Systeme eine nicht zu vernachlässigende Investition zu Beginn für die Installation erfordern und für einen effizienten Betrieb Zugang zu direktem Sonnenlicht benötigen, was ihren Einsatz an bestimmten Standorten und in bestimmten Klimazonen noch einschränkt.
Außerdem sind Photovoltaikanlagen aus wirtschaftlicher Sicht aufgrund ihrer Anschaffungskosten im Vergleich zu anderen Formen der Energieerzeugung wie aus Kohlekraftwerken oder Erdgasgeneratoren teilweise für eine Wettbewerbsfähigkeit noch auf staatliche Subventionen und Anreize angewiesen, um kosteneffektiv zu bleiben.
Jedoch verzeichnet der Markt, dass bei Neuanschaffungen im Bereich der Photovoltaik aktuell Wirtschaftlichkeitsberechnungen in den Hintergrund treten, da der Wunsch nach Unabhängigkeit in vielen Fällen deutlich überwiegt.
Blick in die Zukunft der Solartechnologie
In den letzten Jahren hat sich die Solartechnologie rasant weiterentwickelt. Neue Materialien und Technologien haben dazu beigetragen, dass Solarzellen leistungsfähiger und effizienter wurden. Dies ermöglicht es uns, immer mehr Energie aus der Sonne zu nutzen.
Es wird ebenfalls erwartet, dass die Kosten für Solarmodule weiter sinken werden, was sie für noch deutlich mehr Interessenten erschwinglich machen wird. Mit fortschreitender Technologie können Solarmodule auch an Orte transportiert werden, an denen bisher kein Solarstrom möglich war, wie in ländlichen Gebieten oder im Weltraum.
Aufgrund dieser Fortschritte ist es realistisch anzunehmen, dass Solarzellen in Zukunft eine viel größere Rolle in der Energieversorgung der Welt spielen werden.
Für die Herstellung von Solarzellen ist Silizium ein sehr verbreiteter Werkstoff. Er wird voraussichtlich auch in naher Zukunft weiterhin führend bei der Produktion von Photovoltaikmodulen sein, da Silizium günstig ist und während des Einsatzes zur Herstellung von Elektrizität viele Jahre zuverlässig arbeitet.
Allerdings besteht auch das Potenzial, andere Materialien oder Technologien zur Herstellung von Solarzellen zu nutzen. Aktuell sind Silizium-basierte Module die dominierenden Arten von Photovoltaikmodulen am Markt.
In den nächsten Jahren werden jedoch auch Alternativen wie Kupfer-Indium-Gallium-(Selenid)–Module (CIGS) und Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs) immer beliebter werden, da sie leichter und preiswerter herzustellen sind als herkömmliche Module.
Somit wird erwartet, dass 2023 und in den folgenden Jahren alternative Materialien immer mehr an Bedeutung für die Herstellung von Solarmodulen gewinnen.
Geheimtipp: Perowskit Solarzellen
Perowskit Solarzellen sind eine innovative neue Technologie, die vielversprechende Aussichten für die zukünftige Entwicklung von Photovoltaik-Systemen bietet. Sie bestehen aus mehreren Schichten winziger Kristalle und sind leicht und preiswert herzustellen.
Im Vergleich zu konventionellen Solarzellen können Perowskit Solarzellen das Sonnenlicht effizienter in Strom umwandeln. Teilweise wurden im Labor sogar Wirkungsgrade deutlich oberhalb von 30 % erreicht, was beachtlich ist.
Perowskit Solarzellen bieten viele Vorteile im Vergleich zu konventionellen Solarmodulen aus Silizium, wie etwa ein höherer Wirkungsgrad, eine leichtere Herstellung und die Möglichkeit für Tandem-Solarzellen.
Allerdings gibt es auch einige potenzielle Nachteile, darunter mangelnde Stabilität und Wasserlöslichkeit der Perowskit Kristalle sowie die Verwendung von Blei in den meisten Modulen.
Dies sind Schwierigkeiten, die bewältigt werden müssen, bevor diese energieeffizienteren Solarzellen serienmäßig hergestellt werden können und dann in der Praxis auch viele Jahre einhalten, was aktuelle Forschungsergebnisse auf dem Papier versprechen.
Es wird erwartet, dass im Jahr 2023 die Weiterentwicklung von Perowskit Solarzellen rasant weitergehen wird und dass diese dadurch in Zukunft einen signifikanten Beitrag zur Förderung erneuerbarer Energien leisten werden.
Schlussfolgerungen
Seit ihrer Erfindung im Jahr 1954, als Wissenschaftler erstmals entdeckten, wie man mit Hilfe von Halbleitermaterialien wie Silizium Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln kann, hat die technologische Entwicklung rund um Photovoltaik einen langen Weg zurückgelegt.
Zwar gibt es immer noch einige Herausforderungen, die mit der Nutzung dieser erneuerbaren Energie verbunden sind – wie z. B. die hohen Anfangskosten und der begrenzte Zugang zu direktem Sonnenlicht in bestimmten Regionen – aber die Photovoltaik bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Formen der Energieerzeugung, wie z. B. eine sauberere Luftqualität und geringere Emissionen, was sie zu einer attraktiven Option für diejenigen macht, die nach einer grünen Quelle der Stromerzeugung suchen.
Schließlich hat sich auch die Energiegewinnung in Deutschland im Verlauf der letzten Jahre deutlich verändert. In der Vergangenheit gewann Deutschland vor allem durch Kohle, Öl und Gas Energie, während die Erneuerbaren Energien – wie Solar, Wind und Biomasse – eher eine untergeordnete Rolle spielten.
Im Jahr 2022 war die Situation jedoch anders: Erneuerbare Energien hatten im Durchschnitt mit rund 49% bereits den größten Anteil an der gesamten Stromerzeugung in Deutschland und machten sogar 60% des Stroms im Frühsommer aus.
Nach Schätzungen wird sich dieser Trend auch 2023 fortsetzen, da Komponenten für die Gewinnung Erneuerbarer Energien immer preiswerter zu produzieren sind.
Auch der Anteil im Bereich Photovoltaik an der Stromerzeugung in Deutschland hat sich insbesondere zwischen 2021 und 2022 deutlich verbessert.
Im Jahr 2021 trug die Photovoltaik mit 8,3 % zur Stromerzeugung in Deutschland bei. Im Jahr 2022 stieg dieser Anteil auf knapp 21%, was eine signifikante Steigerung bedeutet. Dies ist ein positives Zeichen für die Entwicklung des Solarenergiemarktes, da sich Solaranlagen als eine der Erneuerbaren Energien immer mehr durchsetzen.
Wir hoffen, dass Ihnen dieser kurze Überblick ein besseres Verständnis für die Funktionsweisen, Zusammenhänge und Entwicklungen im Bereich der Solarenergie vermittelt hat.
Tipp: Besuchen Sie unseren Online-Shop, um mehr über Photovoltaik zu erfahren und beginnen Sie, Ihren eigenen grünen Strom für mehr Unabhängigkeit zu erzeugen!
Warum bei Akkurat kaufen?
Die Gründe auf einen Blick:
- Kostenlose Lieferung
- Sichere Bezahlung
- Individuelle Beratung
- Gute Preise
Produkte im Shop entdecken
Als Meisterbetrieb haben wir mit unserer Erfahrung für Sie Produkte in unserem Shop zusammengestellt, die für Zuverlässigkeit und Performance stehen und werden Sie natürlich überdies bei Bedarf auch gerne telefonisch oder per E-Mail beraten.
