Ihr habt bestimmt schon einiges zum Thema Photovoltaik gehört oder gelesen. Kein Wunder, zurzeit erfreuen sich die ausgeklügelten Stromerzeuger auch großer Beliebtheit. Aber habt ihr euch schon einmal gefragt wie genau die Sonnenstahlen eigentlich zu Strom werden? In diesem Beitrag möchten wir euch in einfachen Worten erklären wie genau die Solarstrahlung für uns in die Steckdose kommt.
Aber fangen wir am Anfang an. Woraus besteht denn ein PV Modul?
Ein PV Modul besteht aus mehreren miteinander verbundenen Solarzellen die mit witterungsbeständigen Materialien verbunden werden. Außerdem befinden sich noch Metallkontakte im Modul, die den Strom dann aus dem Modul weitertransportieren. Diese Solarzellen werden in einen Rahmen gepackt und man hat ein PV-Modul. Die Solarzellen selbst bestehen meistens aus dem Halbleitermaterial Silizium, welches aus Quarzsand gewonnen wird. Die Eigenschaft als Halbleiter ist in diesem Fall besonders wichtig, da diese durch Licht- und Wärmezufuhr leitfähig werden. Durch Sauerstoffentzug bildet Silizium eine kristalline Struktur, die charakteristisch für PV-Module ist.
Und wie entsteht jetzt Strom?
Nun, das stellt man sich komplizierter vor als es ist. Natürlich könnte man die chemischen und physikalischen Prozesse bis ins kleinste Detail zerlegen, aber das Grundprinzip ist ziemlich einfach. Durch das Eintreffen der Solarstrahlung auf die Solarzelle werden die Elektronen der Siliziumkristalle angeregt. Durch beginnen die Elektronen sich zu bewegen und schlussendlich werden sie freigesetzt. Nun entstehen elektrische Ladungen die durch die Kontakte aus dem PV-Modul abgeleitet werden und in weiterer Folge über ein Kabel in Form von Strom abtransportiert werden. So einfach funktioniert die Stromproduktion über ein PV-Modul.
Das wars?
Noch nicht ganz, an dieser Stelle haben wir Gleichstrom erzeugt. Diesen können wir allerdings noch nicht für Haushaltszwecke nutzen da wir bekanntlich Wechselstrom benötigen. Um diesen zu erhalten kommt nun der Wechselrichter ins Spiel, ein essentieller Bestandteil einer PV-Anlage. Durch komplexe Schaltungen auf Basis von Transistoren wird die Gleichspannung mehr oder weniger „zerhackt“. Dabei wird die Pulsbreite so gewählt, dass man eine Sinuskurve erhält und somit die gewünschte Wechselspannung.
Schon gewusst? Es gibt bereits PV-Module mit integrierten Wechselrichtern, dadurch kann man den verfügbaren Platz besser nutzen und die Module sind voneinander „unabhängiger“. Sprich wenn ein Modul ausfallen sollte, wird die Leistung der Anderen nicht beeinträchtigt.
Das war unsere vereinfachte Darstellung der Funktion von PV-Modulen und Wechselrichtern, nun könnt ihr im Gespräch über die Energieversorgung von Morgen schon ein Wörtchen mitreden 😉
(Bildnachweis: unsplash/Laura Pratt)