Wie funktioniert Photovoltaik? Ein Einblick in die Technologie von Solarstrom

Solaranlage ist der Oberbegriff für technische Anlagen, die Sonnenenergie nutzen. Photovoltaikanlagen sind von Solarthermie-Anlagen zu unterschieden. Sie sind in Aufbau und Funktion grundverschieden. Photovoltaikanlagen nutzen die Sonnenenergie zur Stromproduktion, die Solarthermie-Anlage erzeugt Wärme für die Heizung und warmes Wasser im Haus.
Snel Solar UG installiert Photovoltaik Anlagen für Sie in Köln.

Photovoltaik ist eines der wichtigsten Standbeine der Energiewende. Die industrielle Produktion begann 1954. Erfahren Sie im Blog, wie Photovoltaikanlagen arbeiten und wie deren Solarzellen aufgebaut sind von Snel Solar UG in Köln.

Photovoltaik: Strom mit Sonnenenergie gewinnen

In den vielen einzelnen Solarmodulen einer Photovoltaikanlage wird Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt. Das Sonnenlicht bringt die Elektronen in den Solarzellen in Bewegung und es entsteht dabei Gleichstrom (photoelektrischer Effekt). Ein Solar-Wechselrichter setzt den Gleichstrom in Wechselstrom um, damit dieser im Haushalt genutzt werden kann. Um den Strom zu speichern, wandelt ein Batterie-Wechselrichter den Wechselstrom wieder in Gleichstrom zurück, da Wechselstrom nicht gespeichert werden kann.

Die meisten Photovoltaikanlagen haben einen Hybrid-Wechselrichter mit beiden Umwandlungsarten. So kann der überschüssige Strom für den späteren Gebrauch zuhause gespeichert oder in das öffentliche Stromnetz eingespiesen werden. Der Wechselrichter überwacht gleichzeitig auch die Spannung, Stromstärke und Leistung der gesamten Photovoltaikanlage. So können schnell Störungen identifiziert werden.

Aufbau einer Solarzelle

Etwa 95 Prozent aller Solarzellen beinhalten den Halbleiter Silizium. Dieser wird aus Quarzsand gewonnen. Es wird Phosphor beigemischt, damit die n-dotierte Silizium-Schicht negativ wird und freie Elektronen entstehen. Mit der Beimischung von Bor wird die p-dotierte Silizium-Schicht positiv und es fehlen Elektronen. So entsteht zwischen den beiden elektrisch aufgeladenen Schichten ein elektrisches Feld (p-n-Übergang). Durch das Sonnenlicht schließlich kommen die Elektronen in den Siliziumschichten in Bewegung. Je mehr Sonnenlicht, desto höher die Produktion von Solarstrom.

Es gibt monokristalline Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 22 Prozent, polykristalline Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 20 Prozent und amorphe Solarzellen aus dünnen Schichten mit einem Wirkungsgrad von weniger als zehn Prozent.

Die Solarzellen werden in einem Alurahmen wasserdicht über Kupferbänder miteinander verschaltet. Die empfindlichen Zellen werden durch eine Mantelschicht vor Witterungseinflüssen geschützt. Besonders stabile, UV-resistente Solarkabel leiten den Gleichstrom an den Wechselrichter weiter. Sie sind möglichst kurz, um Leitungsverlusten beim Transport vorzubeugen.

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