Wie Solarmodule als "Sonnenlichtkollektor" einen elektrischen Strom erzeugen ?

Das Abc der Solarenergie (Logo)Stromerzeugung durch Solarmodul und Sonnenkollektor (Header)

Sie befinden sich hier: > SolarTechnologie Ratgeber > Photovoltaik: Solarstromtechnologie > Wie Solarmodule elektrischen Strom erzeugen

Wie mit Solarmodulen elektrischer Strom erzeugt wird

Als Verbraucher kennen wir Sonnenkollektoren sehr wohl und wissen, dass diese Solarmodule in vielen Geräten, angefangen beim Taschenrechner über Verkehrsbeschilderungen bis hin zu Raumstationen und Satelliten zum Einsatz kommen, aber uns stellt sich die Frage wie Solarmodul und Sonnenkollektor Strom bzw. nutzbare Heiz- und Wärmeenergie erzeugen?

Nur wenige von uns wissen die Antwort hierauf. Solarmodule und Solarzellen sind komplexe Systeme; wir werden im Folgenden an Hand ihrer grundlegenden Funktionsweise erläutern, wie Solareinheiten arbeiten.

Solarstrom erzeugen mit Solarkollektoren aus Photovoltaikzellen

Solarmodule sind aus Halbleitern oder Photovoltaikzellen gemacht, welche aus Silizium hergestellt sind. Wenn ein Photon der Sonnenstrahlen eine Zelle trifft, kann es absorbiert oder reflektiert werden oder geradewegs durch die Zelle hindurch wandern.

Jene Photonen, die absorbiert wurden, brechen ein Elektron los und lassen es umherfliegen. Frei fliegende Elektronen sind elektrische Ladung, die mittels integrierter elektrischer Kabel aus dem Modul herausgezogen und in Batterien gespeichert werden kann.

Reines Silizium ist wegen seiner kristallinen Struktur nicht das idealste Material für den Einsatz in Solarmodulen. Mit anderen Worten, es ist nicht einfach für die Photonen die Elektronen von den Siliziumatomen loszulösen.

Dies ist der Grund, warum Solarmodule genaugenommen aus Silizium hergestellt sind, dem Verunreinigungen zugeführt wurden, welche im Gegenzug freie Elektronen schaffen, die durch das Hinzugeben von Licht und Hitze z.B. durch Photonen des Sonnenlichts, aktiviert werden können. Genau genommen werden Solarzellen aus zwei Teilen produziert.

Der erste Teil wird mit Phosphor präpariert, was den Effekt hat, dass Elektronen zu dem ganzen Gemisch hinzugegeben werden. Diesen nennt man den N-Typ.

Der zweite Teil wird mit Bor präpariert, was den Effekt hat, dass Elektronen vom ganzen Gemisch abgezogen werden. Diesen Teil nennt man den P-Typ. Wenn diese beiden Teile nahe nebeneinander platziert werden, versuchen die Elektronen sich von einer Seite zur anderen zu bewegen, wodurch sie zwischen den beiden ein elektrisches Feld aufbauen.

Solarstromerzeugung mit Solarmodulen

Wenn ein Photon auf das Solarmodul trifft und ein Elektron frei bricht, entsteht ein Loch, was bewirkt, dass die Elektronen umherfliegen um diese Löcher wieder zu besetzen. Während sich die Elektronen frei umher bewegen erzeugen sie Spannung, die abgezweigt und in Batterien gespeichert werden kann, welche an sie Solarstromanlage angeschlossen sind.

Bevor wir unsere Erläuterungen zum Thema Wie Solarmodul und Sonnenkollektor Strom bzw. nutzbare Wärmeenergie erzeugen abschließen, müssen der Konstruktion der Kollektoren sechs verschiedene Elemente beigefügt werden. Wir haben bereits zwei Elemente kennen gelernt, den N-Typ und den P-Typ. Hinzu kommt ein hinterlegtes Kontaktnetz, welches das Ganze strukturell unterstützt. Da Silizium außerdem sehr glänzend und reflektierend ist, würden Photonen von der Oberfläche zurückgespiegelt werden und könnten keine Elektronen zur Spannungserzeugung loslösen. Daher wird den Solarzellen eine Reflektionshemmende Ummantelung gegeben, welche die Abstrahlung auf weniger als fünf Prozent reduziert. Abschließend bedeckt eine Glasplatte die Oberfläche der Solarzelle um ihr einen ausreichenden Schutz gegen Wind und Wetter zu verleihen.

Solarzellen können parallel geschaltet mit einander verbunden werden um ein brauchbares Maß an elektrischer Ladung und Spannung zu erzeugen. Wir haben schon erwähnt, dass manche Photonen von der Oberfläche reflektiert werden und wieder andere Photonen mit anderen Wellenlängen keinerlei Auswirkungen auf die Solarzelle haben. Während Spannung fließt gibt es außerdem Verluste im System, die auf Widerstände in den Komponenten zurückzuführen sind. Bei der Herstellung von Solarenergie-Kollektoren müssen diese Verluste berücksichtigt werden um sicher zu stellen, dass für alle an das Solarmodul angeschlossenen Anlagen ausreichend elektrischer Strom verfügbar ist um einen Privathaushalt mit Solarstrom zu versorgen. Mit zunehmender Erfahrung und praktischer Erprobung werden Solaranlagen Zusehens wirtschaftlicher, leichter und baulich flexibler.

Sitemap   Impressum   Kontakt   Rechtliches & Haftungsausschluss
© 2007-2017 - Alle Rechte vorbehalten

Wie von Solarmodulen und Sonnenkollektoren ein elektrischer Strom bzw. nutzbare Wärmeenergie erzeugt wird