Was ist photovoltaische Solarenergie?
Photovoltaische Solarenergie ist die wichtigste Systemvariante zur Erzeugung von nutzbarem Sonnenstrom. Das Verständnis des Basissystems wird immer wichtiger, da alternative Energiequellen ein häufigerer und notwendigerer Bestandteil des täglichen Lebens werden. Photovoltaik-Solarenergie kann verwendet werden, um alles von einer Solarlampe im Freien bis hin zu einer ganzen Stadt mit Strom zu versorgen. Die Umsetzung der Solarenergienutzung in der menschlichen Gesellschaft ist ein wesentlicher Bestandteil der Strategien vieler Regierungen, um von nicht nachhaltigen Energiepraktiken zu einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Existenz überzugehen.
Die Sonne ist eine enorme Energiequelle, die 153 Millionen Kilometer von der Erde entfernt brennt. Während der Planet Energie erhält, um Pflanzen durch Sonnenlicht zu züchten, erfordert die Umwandlung dieses Lichts in von Menschen nutzbare Energie einige Technologie. Photovoltaikanlagen sind in der Lage, Sonnenlicht zu sammeln, in Energie umzuwandeln und für den menschlichen Gebrauch mit grundlegenden wissenschaftlichen Eigenschaften zu transportieren.
Um Sonnenenergie zu erzeugen, ist ein Gerät erforderlich, das als Photovoltaik- oder PV-Zelle bezeichnet wird. Die PV-Zelle hat eine Oberfläche, die mit zusätzlichen Elektronen geladen ist, und eine zweite Oberfläche, die positiv geladene Atome hat, denen Elektronen fehlen. Wenn Sonnenlicht auf eine PV-Zelle trifft und absorbiert wird, werden die zusätzlichen Elektronen angeregt, prallen von der positiv geladenen Oberfläche ab und erzeugen dort, wo sich die beiden Oberflächen treffen, einen elektrischen Strom. Dieser elektrische Strom ist die Sonnenenergie, die jetzt als Strom verwendet werden kann.
PV-Zellen können zusammen angeordnet werden, um Stromquellen unterschiedlicher Größe zu erzeugen. Kleine Anordnungen, Module genannt, können verwendet werden, um einfache Elektronik wie eine Batterie zu versorgen. Große Gruppen von PV-Zellen können zum Bau von Solarenergieanlagen verwendet werden, mit denen enorme Mengen photovoltaischer Solarenergie erzeugt werden können. Abhängig von der Größe des Arrays und der Menge des Sonnenlichts können Solarsysteme genug Strom erzeugen, um Häuser oder Fabriken zu betreiben, oder sogar um den Energiebedarf eines Stadtgebiets erheblich zu steigern.
Viele Wissenschaftler glauben, dass photovoltaische Solarenergie für das Überleben des Menschen von entscheidender Bedeutung ist. Gegenwärtig ist ein großer Teil der Welt von Energie abhängig, die aus fossilen Brennstoffen wie Öl und Kohle stammt. Diese Brennstoffe werden aus der Zersetzung von Organismen gewonnen und können Millionen von Jahren in Anspruch nehmen. Die Menschen haben die verfügbaren Ressourcen so stark genutzt, dass viele Formen fossiler Brennstoffe zur Neige gehen. Einige Experten gehen davon aus, dass die fossilen Brennstoffreserven ab der Mitte des 21. Jahrhunderts knapp werden und wahrscheinlich innerhalb weniger Jahrhunderte vollständig verschwinden werden. Um die Energiegesellschaft der Menschheit intakt zu halten, muss die Wissenschaft Wege finden, die Welt mit Energie zu versorgen, die nicht aus fossilen Brennstoffen stammt.
Da Solarenergie eine erneuerbare Ressource ist, ist sie zu Beginn des 21. Jahrhunderts ein wichtiges Gebiet der wissenschaftlichen Forschung und Entwicklung. Einige schlagen vor, dass der Bau einer riesigen Photovoltaikanlage in einer durchgehend sonnigen Wüste genug Strom erzeugen könnte, um die ganze Welt zu versorgen, obwohl dies Probleme bereitet. Während eine ausreichend große Anlage mit Sicherheit genug Energie erzeugen könnte, ist der Transport in die ganze Welt ein viel schwierigeres Unterfangen. Darüber hinaus kann die Energieerzeugung durch die Sonne von Tag zu Tag variieren, da es selbst in den sonnenreichsten Gegenden zu unterschiedlichen Sonneneinstrahlungsraten kommen kann. Photovoltaische Solarenergie allein ist möglicherweise nicht in der Lage, die Energieprobleme der Welt zu lösen, aber in Kombination mit anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Biokraftstoffalgen, Wasserkraft und Geothermie sind die Tage einer von fossilen Brennstoffen betriebenen Welt möglicherweise bald ferne Erinnerungen.