Was ist eine Photovoltaikanlage?
Ein Photovoltaik-Array ist eine Baugruppe aus Photovoltaik-Modulen. Photovoltaik-Paneele oder PV-Paneele sind allgemein als Solarpaneele bekannt. Sie absorbieren Licht, insbesondere Sonnenlicht, und wandeln es in nutzbare Energie um. Die Photovoltaikanlage ist ein Schlüsselelement bei der Erzeugung von Sonnenenergie. Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen fossiler Brennstoffe und neuer Fortschritte in der PV-Technologie haben im 21. Jahrhundert das Interesse an Solarenergie erhöht.
Photovoltaik entsteht durch den im 19. Jahrhundert erstmals entdeckten Photovoltaik-Effekt. Photonen genannte Lichtteilchen werden auf eine PV-Zelle oder eine Gruppe von Zellen gerichtet. Die chemischen Eigenschaften dieser Zellen veranlassen die Photonen, Elektronen zu bewegen, die subatomaren Teilchen, die für Elektrizität verantwortlich sind. Die Struktur der PV-Zelle lenkt diese Elektronen in einen elektronischen Schaltkreis und wandelt sie in nutzbaren Strom um. Die erste Photovoltaikanlage wurde in den 1950er Jahren gebaut.
Ursprünglich war die Verwendung der Photovoltaikanlage begrenzt, hauptsächlich wissenschaftlich. PV-Arrays wurden zuerst verwendet, um umlaufende Satelliten mit Energie zu versorgen. Sie werden immer noch für diesen Zweck verwendet; Die Internationale Raumstation und das Juno-Erkundungsraumschiff werden beide von Photovoltaikanlagen angetrieben. Erdgebundene Anwendungen umfassen Geräte, die sich in Bereichen befinden, in denen der Anschluss an ein Stromnetz über Stromleitungen unpraktisch oder unmöglich ist. Freizeitfahrzeuge und autonome Autobahnschilder sind zwei gebräuchliche Beispiele.
Eine Photovoltaikanlage besteht aus einer kleinen oder großen Gruppe von angeschlossenen PV-Modulen, abhängig von der gewünschten Energiemenge. Das angeschlossene System enthält häufig einen Wechselrichter, um Elektrizität in die Wechselstromform (AC) umzuwandeln, die von den meisten Haushaltsgeräten benötigt wird. Überschüssiger Strom wird in Speicherbatterien gespeichert oder kann in einigen Systemen in das lokale Stromnetz eingespeist werden, um eine Gutschrift für zukünftige Stromrechnungen zu erhalten. Während PV-Zellen aus jedem Licht Strom erzeugen können, ist Sonnenlicht bei weitem die häufigste Quelle. Die Photovoltaikanlage muss an einem Ort aufgestellt werden, an dem sie tagsüber maximaler Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Selbst geringfügige Schatten können die Effizienz erheblich beeinträchtigen.
Frühe PV-Anlagen waren teuer und umständlich und beschränkten ihren Einsatz auf Anlagen mit tiefen Taschen und ernsthaften Verpflichtungen zu alternativer Energie. Im 21. Jahrhundert wurden Dünnschichtzellen perfektioniert, wodurch die Photovoltaikanlage leichter und wirtschaftlicher wurde. Gleichzeitig wuchs die Besorgnis der Öffentlichkeit über die Kosten und Umweltauswirkungen fossiler Brennstoffe wie Kohle und Benzin. Dies führte zu staatlichen Anreizen und anderen Initiativen zur alternativen Energieerzeugung. Infolgedessen hat die Solartechnologie weltweit an Popularität und Nutzung zugenommen.