Die Solarenergie hat sich in den letzten Jahren zu einer der wichtigsten erneuerbaren Energiequellen entwickelt. Sie wird durch Sonnenstrahlung erzeugt und wird deshalb auch Sonnenenergie genannt. Doch wie genau funktioniert die Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbaren elektrischen Strom? Wir informieren dich neben der Funktion von Solarenergie auch über die verschiedenen Arten von Solarzellen.
Was ist Solarenergie und wie kann ich sie selbst erzeugen?
Die Erzeugung von Solarenergie basiert auf einem physikalischen Prozess, dem photovoltaischen Effekt. Er findet in den Solarmodulen einer Photovoltaikanlage statt. Ein typisches Modul besteht aus mehreren Dutzend Solarzellen, die elektrisch miteinander verbunden sind.
Zu Beginn des photovoltaischen Effekts trifft in den Modulen Sonnenlicht auf die Zellen. Die in den Lichtstrahlen enthaltenen Photonen übertragen ihre Energie auf die Elektronen im Halbmaterial der Zellen. Diese Energieübertragung führt dazu, dass sich die Elektronen aus ihrer ursprünglichen Position lösen und frei beweglich werden. Die Struktur der Solarzellen erzeugt ein elektrisches Feld, das die freien Elektronen in eine bestimmte Richtung lenkt. Daraufhin entsteht ein Stromfluss. Zunächst erzeugt dieser Prozess Gleichstrom, den der Wechselrichter anschließend in Wechselstrom umwandelt. Das ist notwendig, um ihn für den Haushalt oder das öffentliche Stromnetz nutzen zu können.
Den erzeugten Strom kannst du direkt verbrauchen oder mit einem Batteriespeicher für einen späteren Zeitpunkt sichern. Zudem besteht die Möglichkeit der Einspeisung ins Netz gegen eine Vergütung. Mit einem intelligenten Energiemanagementsystem (iEMS) wird dein Verbrauch besonders effizient: Es optimiert und verteilt den Solarstrom intelligent auf deine Verbrauchseinrichtungen.
Die Funktion von Solarenergie
Arten von Solarzellen
Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen, die die Funktion von Solarenergie beeinflussen.
Monokristalline Solarzellen bestehen aus einem einzigen Siliziumkristall und erreichen einen der höchsten Wirkungsgrade. Sie sind an ihrer charakteristisch dunklen Färbung und den abgerundeten Ecken erkennbar. Diese Zellen sind besonders effizient. Deshalb eignen sie sich besonders, wenn nur eine begrenzte Fläche zur Verfügung steht. Allerdings sind sie auch kostspieliger in der Herstellung.
Polykristalline Solarzellen werden aus mehreren Siliziumkristallen gefertigt. Man erkennt sie an ihrer bläulichen Farbe und der sichtbaren Kristallstruktur. Sie zeichnen sich durch ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Allerdings haben sie geringfügig niedrigere Wirkungsgrade als monokristalline Zellen. Deshalb eignen sie sich besonders für die Bestückung größerer Fläche bei begrenztem Budget.
Dünnschichtzellen bestehen, wie der Name bereits sagt, aus sehr dünnen Schichten verschiedener Halbleitermaterialien. Seltener findet man Zellen aus organischen Materialen wie Kohlenstoffverbindungen. Die Oberfläche ist dunkel und zeigt keine Kristallstruktur. Sie sind deutlich kostengünstiger und leichter als Dickschichtzellen wie mono- oder polykristalline Solarzellen. Das macht sie aber auch weniger leistungsfähig.
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