Was ist Photovoltaik?
Photovoltaik entsteht, wenn Sonnenlicht mit Hilfe von Solarzellen oder Halbleitern in Energie umgewandelt wird. Diese halbleitenden Zellen bestehen normalerweise aus Silizium und enthalten keine korrosiven Materialien oder beweglichen Teile. Solange die Solarzellen dem Licht ausgesetzt sind, produzieren sie mit minimalem Wartungsaufwand photovoltaische Energie. Diese Energie ist auch umweltfreundlich, leise und sicher.
Der Begriff "Photovoltaik" besteht aus zwei Teilen: Foto, ein griechisches Wort für Licht, und Voltaik, ein Hinweis auf den Erfinder der elektrischen Energie, Alessandro Volta. Der französische Physiker Edmond Becquerel entdeckte 1839 den photovoltaischen Effekt, die Erzeugung eines Volt mittels eines Halbleiters. Diese Entdeckung führte zu weiteren Experimenten mit Lichtquellen und Halbleitern, die zur Erfindung von Solarzellen führten, die photovoltaische Energie erzeugen.
Einzelne Solarzellen, auch Photovoltaikzellen genannt, werden in unterschiedlichen Formen und Größen hergestellt. Manchmal wird nur eine Zelle benötigt, um ein Gerät mit Strom zu versorgen, aber am häufigsten werden viele Zellen miteinander verbunden, um Solarzellen oder Module zu bilden. Diese Module können dann verbunden werden, um Photovoltaikanlagen zu erstellen, mit denen kleine Gebäude oder große Komplexe betrieben werden können. Die resultierende Leistung von Photovoltaik-Energie hängt von der Größe des Arrays ab. Die Größe kann variieren, abhängig von der Menge des verfügbaren Sonnenlichts und der benötigten Leistung.
Obwohl die Leistung einer Photovoltaikanlage von der Gesamtbelichtung abhängt, wird an bewölkten oder bewölkten Tagen dennoch Energie erzeugt. Um diese Energie für eine spätere Übertragung zu speichern, stehen den Verbrauchern verschiedene Speichersysteme zur Verfügung. Die meisten zuverlässigen Speichersysteme verwenden eine Kombination aus wiederaufladbaren Batterien und Energiespeicherkondensatoren, von denen einige für Wechsel- oder Gleichstrom ausgelegt sein können.
Die an bewölkten Tagen und in der Nacht in einer Photovoltaikanlage verfügbare Strommenge hängt von der Energieleistung der Photovoltaikmodule und der Batterieanordnung ab. Das Hinzufügen zusätzlicher Module und Batterien erhöht die verfügbare Leistung, erhöht jedoch auch die Systemkosten. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, muss eine gründliche Analyse des Bedarfs im Verhältnis zu den Kosten durchgeführt werden, um ein Systemdesign zu erstellen, bei dem Kosten und Bedarf mit dem Bedienungskomfort im Einklang stehen. Gut konzipierte Systeme bieten die Möglichkeit zur Erweiterung oder Reduzierung, wenn der Energiebedarf steigt oder sinkt.
Photovoltaik ist eine tragfähige Lösung für Energieprobleme weltweit. Derzeit werden Kraftwerke, Transportmittel, ländliche Stromversorgungen und Solarstraßen genutzt. Die Forschung an der Photovoltaik ist noch weit davon entfernt, die weltweit größte Energiequelle zu werden. Sie könnte jedoch ein Hoffnungsversprechen für die Zukunft sein.