Solarenergie für die Zukunft

Die Sonne als Energieträger und Energielieferant wird den Menschen ach noch in sehr weiter Zukunft zur Verfügung stehen. Diese Energie kann auf unterschiedliche Energie genutzt werden. Diese unterschiedlichen Nutzungsverfahren können noch weiter in direkte und indirekte Nutzung unterteilt werden. Zu den Verfahren, bei denen direkt aus der Sonnenstrahlung Energie gewonnen wird, sind die Solarthermie und Photovoltaik. Zu den indirekten Verfahren zählt zum Beispiel das Gewinnen von Energie aus Luftströmungen in geschlossenen Räumen, die bewusst durch Sonneneinstrahlung hervorgerufen werden. Im Folgenden wird sich nur mit den direkten Verfahren zur Erzeugung von Energie aus Solarenergie befasst und auch da wird mehr Gewicht auf die Photovoltaik gelegt.

Der grundlegende Unterschied zwischen der Photovoltaik und der Solarthermie liegt darin, dass bei der Photovoltaik aus der Solarenergie Strom und bei der Solarthermie Wärme gewonnen wird. Auch der Aufbau ist dementsprechend unterschiedlich.

Das Kernstück des Solarkollektors ist der Absorber. Durch diesen Absorber wird die durch einfallende Solarenergie eine Flüssigkeit erwärmt, die durch in dem Kollektor verbaute Leitungen fließt. Damit möglichst geringe Wärmeenergie verloren geht, ist in dem Kollektor noch eine Wärmedämmung verbaut. Durch die Leitungen wird die erhitze Flüssigkeit entweder direkt zu einem Verbraucher oder zu einem Speicher geführt, auf den jederzeit zugegriffen werden kann.

Solarenergie

Die Solarzelle hat im Gegensatz zum Sonnenkollektor als Kernstück zwei Schichten aus einem Halbleiter als Kernstück. Zwischen diesen beiden Schichten bildet sich eine Grenzschicht aus. Diese beiden Schichten unterscheiden sich ach dahingehend, dass sie unterschiedlich dotiert sind. Das heißt, dass in beiden Schichten des Halbleiters sind unterschiedlich Fremdatome hinzugefügt wurden. Das am häufigsten verwendete Halbleitermaterial ist Silizium. Sobald Sonnenstrahlen auf diese Schichten fällt, werden die in dem Silizium enthaltenen Elektronen angeregt und Strom wird generiert. Dieser Strom wird dann über Kontakte, die an der Solarzelle angebracht sind, entweder wie bei einem Solarkollektor zu einem Verbraucher oder zu einem Speicher geführt oder er kann ins öffentliche Stromnetz gespeist werden.

Die Solarzelle besteht aber neben den zwei Schichten eines Halbleiters auch noch aus anderen Bestandteilen. Alle Bestandteile werden in einem Rahmen, der beispielsweise aus Aluminium bestehen kann, montiert. Durch diesen Rahmen kann die Zelle dann auch an den Befestigungsprofilen auf Dächern befestigt werden. Nach oben abgeschlossen werden die Solarzellen durch eine stoßfeste Kunststoffplatte. Da es durch die Solarenergie und den damit einhergehenden Temperaturschwankungen auch zu Ausdehnungen der Bauteile kommen kann, werden diese durch eine spezielle Schicht innerhalb der Zelle kompensiert. Des Weiteren werden noch zwei Kunststofffolien verbaut, die die Halbleiterschichten vor Feuchtigkeit und Korrosion schützen sollen.

Der Strom, der von der Solarzelle durch die Solarenergie erzeugt wird, ist Gleichstrom. Dieser Strom kann direkt von Verbrauchern genutzt werden oder er kann auch in entsprechenden Akkumulatoren gespeichert werden. Wenn der erzeugte Strom jedoch in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden soll, dann muss dieser zunächst in Wechselstrom gewandelt werden. Dies geschieht durch einen sogenannten Wechselrichter. Der eingespeiste Strom wird von einem Stromzähler gezählt. Für jede eingespeiste Kilowattstunde wird ein im bestimmter Geldbetraf ausgezahlt, der vor der Inbetriebnahme der Anlage festgelegt wurde.

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