| Photovoltaikanlagen |
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Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung von Licht in elektrischen Strom durch Solarzellen, welche aus einer dünnen Scheibe Halbleitermaterial, meistens Silizium, bestehen. Bei dem dabei genutzten Vorgang handelt es sich um den sogenannten photovoltaischen Effekt. Durch einfallendes Sonnenlicht auf eine Solarzelle werden im Halbleiter Bindungselek-tronen freigesetzt, wodurch wiederum im Material Bereiche mit Elektronenüberschuss und Elektronenmangel entstehen. Die zwischen diesen Bereichen entstehende Gleichspannung lässt sich abgreifen. Es gibt grundsätzlich zwei Arten von
 photovoltaischen Systemen. Einerseits die mit einem immer verfügbaren Versorgungsnetz verbundenen Systeme (Netzverbundsysteme) und andererseits die autarken Systeme (Inselsysteme). Netzverbundsysteme unterscheiden sich regional im Hinblick auf die Anschlussbedingungen und die Erstattung für ins Netz eingespeisten Strom. Einige Versorgungsunternehmen zahlen einen höheren Preis für die ins Netz einge-speiste Kilowattstunde, als sie ihn für die aus dem Netz bezogene Kilowattstunde berechnen, in anderen Fällen wird der gleiche Preis berechnet. Eine dritte Version ist, dass für den eingespeisten Strom ein geringerer Betrag erstattet wird, als man dem Verbraucher für den Bezug aus dem Netz berechnet.Bei autarken Systemen ist eine Batterie erforderlich, die als Puffer zwischen dem schwankenden Stromangebot der PV-Anlage und dem Verbraucher dient. Um eine kontinuierliche Stromversorgung auch unter extremen Bedingungen sicherzustellen, wird vielfach zusätzlich ein Hilfsgenerator installiert.
Man unterscheidet zwischen zwei Typen von Solarzellen:
Photovoltaikzellen aus monokristallinem Silizium sind heute schon mit einem Wirkungsgrad von nahe 20% auf dem Markt. Im Labor werden Zellen hergestellt, deren Wirkungsgrad nahe bei dem theoretisch für Silizium möglichen Wirkungsgrad liegt (29%). Multikristallines Silizium, auch als polykristallin bezeichnet, ist leichter herzustellen und daher preiswerter. Es wird sehr häufig eingesetzt, da sein Wirkungsgrad nur wenig unter dem von monokristallinem Silizium liegt. Um die Herstellungskosten der Photovoltaik zu reduzieren, wurden sogenannte Dünnschicht-Solarzellen entwickelt. Sie benötigen weniger Material und erlauben schnellere Herstellungsprozesse. Die größten Anstrengungen der vergangenen Jahre galten dem amorphen Silizium. Der langfristige Vorteil von amorphen zu kristallinem Silizium liegt darin, dass seine Herstellung weniger Energie erfordert, der Nachteil dieser Zellen ist ihr relativ niedriger Wirkungsgrad. Andere Dünnschichtmaterialien sind Cadmium-Tellurid (CdTe) und Kupfer-Indium-Diselenid (CIS). |