Das Angebot der Sonne an den Menschen ...
In einer halben Stunde strahlt die Sonne soviel Energie auf die Erde, wie innerhalb eines Jahres verbraucht wird. Selbst auf der Fläche von Deutschland wird pro Jahr ca. 80 mal mehr Sonnenenergie eingestrahlt als an Primärenergie verbraucht.
In Deutschland strahlt die Sonne je nach Lage einer Energiemenge von etwas 950 bis 1200 kWh pro Jahr auf jeden Quadratmeter ein. Dies entspricht in etwa dem jährlichen Stromverbrauch einer Person in Deutschland.
Diese Energiemenge entspricht etwa dem Energieinhalt von 100l Heizöl.
Die Sonne scheint kostenlos ! Etwa 5 Milliarden Jahre
In nur sechs Stunden konstanter Sonnenscheindauer liefert uns die Sonne die Menge an Energie, die den gesamten Erdölreserven der Welt entspricht.
Nutzungsmöglichkeiten dieser "kostenlosen" Energie:
- Solarthermie (Brauch- und Trinkwassererwärmung)
- Stromerzeugung über Photovoltaik- oder Solarsystem
- Nutzung der solaren Einstrahlung zur Gebäudeheizung
- Windkraft
- Wasserkraft
- Biogasanlagen
Und wie funktioniert die Stromgewinnung ?
Die Stromgewinnung mit Hilfe der Sonne erfolgt durch Solarzellen. Sobald die Sonne auf die Module scheint wird ein Spannungsfeld erzeugt und es fließt Gleichstrom. Je mehr die Sonne scheint, umso größer ist auch der Stromfluss.
Der so gewonnene Strom wird in Batterien gespeichert oder kann durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden.
Ein 9-10 m2 großer Solargenerator kann eine elektrische Leistung von max. 1.000 Watt erzeugen und wird als 1kWp-Anlage (Wp = Watt-Peak) bezeichnet.
Als Photovoltaik bezeichnet man die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Die Umwandlung geschieht in der Zelle. Die Solarzelle besteht aus zwei Siliziumschichten. An den Grenzflächen der zwei Schichten bildet sich ein elektrisches Feld, das die entstehenden freien Ladungsträger bei Lichteinstrahlung trennt. Zwischen den Metallkontakten der Zellen baut sich eine elektrische Spannung auf.
Zellwirkungsgrade
| Zelltyp |
Wirkungsgrad
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Platzbedarf
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| Monokristallin - Silizium |
15 - 18 %
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7 - 9 m2
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| Multikristallin - Silizium (Poly) |
14 - 16 %
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8 - 10 m2
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| Amorph (Dünnschicht) - Silizium |
7 - 10 %
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16 - 20 m2
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Der Wirkungsgrad einer Zelle ist das Verhältnis zwischen abgegebener elektrischer Leistung und der auftreffenden Strahlungsleistung. Die Wirkungsgrade heutiger Zellen liegen in der Praxis zwischen 6% und 18%.
Lebensdauer
Bei den Solarmodulen ist von einer Lebensdauer von mindestens 25 Jahren auszugehen, man erhält meistens eine Leistungsgarantie von 80 % für die Dauer von 20 - 25 Jahren. Bei Wechselrichtern sind heute 5 - 10 Jahre Garantie üblich. Es ist davon auszugehen, dass sie einmal während einer Lebensdauer der Anlage ersetzt werden müssen.
Wechselrichter und Einspeisezähler
Die Wechselrichter wandeln den erzeugten Gleichstrom in haushaltsüblichen Wechselstrom von 230 Volt um. So ist es möglich den Solarstrom im gesamten Haushalt anzuwenden. Der Einspeisezähler misst, wieviel erzeugter Solarstrom in das öffentliche Netz eingespeist wurde. Dieser Strom wird dann vom Stromversorger vergütet.
Solarzellen erzeugen über ihr Lebensdauer ein Vielfaches an Energie,
die zu ihrer Herstellung benötigt wird.
4 - 6 Jahre benötigt eine Photovoltaikanlage zur Erzeugung der Strommenge,
die zu ihrer Herstellung aufgewendet wurde.
Sie erzeugen dann sauberen Strom
ohne den Verbrauch von Ressourcen!