Photovoltaik

Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie.

 

Sonnenstrahlung

Jährlich erreichen 1.500.000 Milliarden MWh den Außenrand der Erdatmosphäre. Der Einfluss der Atmosphäre verringert die maximale Strahlungsleistung des direkten Sonnenlichts auf der Erdoberfläche auf rund 1.000 W/m². In Österreich werden ca. 600 W/m² erreicht.

 

Abhängig vom Breitengrad einer Region beträgt die eingestrahlte Jahresenergie 800 bis 2.200 kWh/m². In Österreich liegen die Werte zwischen 1.000 und 1.400 kWh/m²a.

  

Solarzelle

Solarzellen bestehen aus dem Halbleiter Silizium, ein Stoff der in der Erdkruste als Quarzsand vorkommt. Halbleiter können durch Energiezufuhr leitend werden. In der Zelle grenzen zwei unterschiedlich leitfähige Schichten aneinander, sodass Elektronen von einer Hältfte in die andere wandern, sobald sie vom Licht angestoßen werden. An den Kontakten entsteht so eine Spannung.

Das Sonnenlicht besitzt die höchst Energie im Bereich zwischen 400nm und 800 nm. Solarzellen können aufgrund ihrer materialtechnischen Eigenschaften nur einen Teil, rund 16 Prozent, des gesamten Spektrums des Sonnenlichts nutzen.

 

PV-Modul

Eine Solarzelle ist die kleinste Einheit eines PV-Moduls. Mehrere Solarzellen werden elektrisch hintereinander in Reihe geschaltet und zu einem Modul zusammengefasst, in einen Verbundstoff eingebettet und verkapselt. Dann zwischen einem hochtransparenten, entspiegelten Solarglas auf der Vorderseite und einer Kunststofffolie auf der Rückseite zusammengepresst oder laminiert. Zur mechanischen Stabilität wird das Modul meist in einen Rahmen aus Aluminium eingebaut.

 

Wechselrichter

Der Wechselrichter ist das Bindeglied zwischen PV-Modulen und Wechselstromnetz bzw. Wechselstromverbraucher. Seine Aufgabe ist es, den von den PV-Modulen erzeugten solaren Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuformen und ihn an die vom Hausnetz geforderte Frequenz bzw. Höhe der Spannung anzupassen.