Aktuell - Sonderthema 8/2001
Aus Licht wird Strom
Das Prinzip der Photovoltaik
Die moderne Technik macht es möglich: Sonnenenergie kann heute sinnvoll genutzt werden, zum Beispiel durch Solarzellen. Aber scheint die Sonne in unseren Breitengraden eigentlich oft und lange genug, um aus ihr elektrischen Strom zu gewinnen?
Dr. Manfred Kleinbielen, Umweltrefent der Handwerkskammer Region Stuttgart, erklärt, dass die Sonne jährlich mit einer mittleren Leistung von 125 Watt pro Quadratmeter auf die Erdoberfläche einstrahlt. Das entspricht immerhin schon der Leistung eines Mixers.
Das Verfahren, mit dem die Sonnenstrahlen in elektrische Energie umgewandelt werden, heißt "Photovoltaik". Damit lassen sich elektrische Geräte entweder netzgebunden oder autark ohne zusätzliche Energiequellen betreiben.
"Summiert man die eingestrahlte Sonnenenergie über ein Jahr, so erhält man in Deutschland je nach Standort eine Energie von 900 bis 1.200 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter. Theoretisch könnte mit Solarenergie mehr als die Hälfte des gesamten Strombedarfs in Deutschland gedeckt werden," hebt Kleinbielen hervor.
Aber nach welchen Prinzipien funktioniert eigentlich ein Solarmodul? Physikalisch liegt folgender Effekt zu Grunde: Photonen, das heißt "Lichtteilchen" aus dem Sonnenlicht, lösen mit geeigneter Energie in Halbleitern Elektronen aus dem Teilchenverbund heraus. Diese herausgelösten Teilchen fangen an zu wandern. So wird ein Stromfluss in Gang gesetzt. Um eine genügend hohe Ausbeute zu erhalten, müssen mehrere Halbleiter, also Solarzellen, zu Modulen zusammengesetzt werden.
Beim heutigen Stand der Technik reicht eine rund 20 Quadratmeter große Photovoltaikanlage aus, um die Hälfte des Strombedarfs eines durchschnittlichen Vier-Personen-Haushaltes zu decken. Sparsame Haushalte könnten mit dieser Fläche sogar voll versorgt werden.
Zur Zeit beträgt der Anteil an Solarstrom an der gesamten Stromerzeugung in Deutschland noch weniger als ein Prozent. Langfristig könnten aber 20 Prozent des gesamten Energiebedarfs mit Hilfe von Photovoltaikanlagen gedeckt werden.
