Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle, die uns Licht und Wärme spendet. Photovoltaik-Module, auch Solarzellen genannt, ermöglichen es, diese Sonnenenergie in elektrischen Strom umzuwandeln. Doch wie genau funktionieren diese Module?
Aufbau von Photovoltaik-Modulen
Photovoltaik-Module bestehen aus mehreren Schichten, die zusammenarbeiten, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Die wichtigste Komponente sind die Solarzellen, die aus Silizium hergestellt werden. Silizium ist ein Halbleitermaterial, das Elektrizität leiten kann, wenn es Licht ausgesetzt wird. Die Solarzellen sind auf einem Trägermaterial angeordnet und von einer Schutzschicht bedeckt, um sie vor äußeren Einflüssen zu schützen.
Der Photovoltaik-Effekt
Der grundlegende Prozess, der die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom ermöglicht, wird als der Photovoltaik-Effekt bezeichnet. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, werden Photonen (Lichtteilchen) absorbiert. Dadurch werden Elektronen im Silizium angeregt und lösen sich von ihren Atomkernen. Diese gelösten Elektronen können sich nun frei bewegen und erzeugen so einen elektrischen Strom.
Wechselstrom durch Inverter
Der erzeugte Gleichstrom aus den Solarzellen ist jedoch nicht direkt für den normalen Gebrauch geeignet, da die meisten unserer elektrischen Geräte Wechselstrom benötigen. Hier kommt der Wechselrichter (Inverter) ins Spiel. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann direkt im Haushalt verwendet oder ins Stromnetz eingespeist werden kann. Dadurch wird die gewonnene Solarenergie nutzbar.
Netzeinspeisung und Speicherung
Überschüssiger erzeugter Strom kann in vielen Fällen ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Dies geschieht, wenn die Solaranlage mehr Energie produziert, als im Moment benötigt wird. In einigen Fällen kann auch eine Batteriespeicherung implementiert werden. Diese Speichersysteme ermöglichen es, den überschüssigen Strom zu speichern, um ihn später zu nutzen, wenn die Sonne nicht scheint.