Zurück zum GlossarHeutzutage wird immer häufiger von der Notwendigkeit gesprochen, auf nachhaltige Energiequellen umzusteigen. Eine der wichtigsten und effizientesten Quellen für erneuerbare Energie ist die Sonneneinstrahlung. In diesem Artikel gehen wir darauf ein, was genau eine Photovoltaikzelle ist, wie sie funktioniert, welche Vorteile sie bietet, wie die Technologie aussieht, wie sich die Investition rentiert und wie sich diese Technologie in Zukunft entwickeln wird.
Was ist eine Photovoltaikzelle und wie funktioniert sie?
Eine Photovoltaikzelle kann Sonnenlicht durch das photovoltaische Phänomen in Elektrizität umwandeln. Physikalisch gesehen handelt es sich um eine Halbleiterdiode aus kristallinem Silizium. Einzelne Photovoltaikzellen werden in Reihe und parallel geschaltet, um Photovoltaikmodule zu bilden, die eine höhere Spannung und Stromstärke liefern. Eine Photovoltaikzelle besteht entweder aus einem einzigen Siliziumkristall (monokristallines Panel) oder aus vielen kleinen Kristallen (polykristallines Panel). Monokristalline Zellen erreichen einen höheren Wirkungsgrad. Die modernste Technologie ist die Verwendung von Halbzellen, den sogenannten Halbzellenpaneelen.
Die Vorteile von Photovoltaikzellen
Nachhaltige Energie Die Sonnenstrahlung ist eine unerschöpfliche Energiequelle. Photovoltaikzellen können Sonnenlicht in Strom umwandeln, ohne dabei Treibhausgase auszustoßen.
Finanzielle Einsparungen Die Installation einer Photovoltaikanlage trägt dazu bei, die Stromkosten für Ihr Haus zu senken. Sie zahlen nur die Anfangsinvestition, die nicht unerheblich ist, aber eine Subvention kann dabei helfen. Außerdem amortisieren sich Photovoltaikanlagen relativ schnell. Damit ist die Solarenergie praktisch kostenlos.
Verringerung der Treibhausgasemissionen Photovoltaikzellen tragen erheblich zur Verringerung der CO2- und anderer Treibhausgasemissionen bei, was im Kampf gegen den Klimawandel von entscheidender Bedeutung ist.
Unabhängigkeit von Energieversorgern Mit einer Photovoltaikanlage werden Sie teilweise oder ganz unabhängig von herkömmlichen Energiequellen und Stromversorgern. Sie müssen sich keine Sorgen über steigende Energiepreise machen. Durch den Anschluss einer Batterie können Sie Energie für Zeiten mit weniger Sonneneinstrahlung speichern.
Anwendungen in der Bauindustrie Photovoltaikzellen lassen sich sehr einfach in Dächer, Fassaden und andere Gebäudekomponenten integrieren, sodass der Strom direkt am Ort des Verbrauchs erzeugt werden kann. Dank der Fortschritte bei der Herstellung von Solarzellen ist es auch möglich, Solarzellen auf kleineren Flächen oder atypischen Dachformen zu installieren.
Technologie der Solarzellen
Die Solarzellen lassen sich je nach der für ihre Herstellung verwendeten Technologie in vier Grundkategorien einteilen.
Siliziumzellen Silizium ist der am häufigsten verwendete Halbleiter in Photovoltaikzellen. Es gibt monokristalline und multikristalline Siliziumzellen mit unterschiedlichen Wirkungsgraden und Leistungsstufen.
Dünnschichtzellen (amorph) Dünnschichtzellen werden durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus Halbleitermaterial auf ein Substrat hergestellt. Dazu gehören z. B. amorphes Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) oder Dünnschicht-Siliziumzellen.
Multikristalline Zellen Multikristalline Zellen werden aus Halbleitermaterial hergestellt, das mehr als einen Kristallkern enthält. Sie haben den Vorteil, dass ihre Produktionskosten niedriger sind als die von Einkristallzellen.
Monokristalline Zellen Monokristalline Zellen werden aus einem einzigen Siliziumkristall hergestellt und haben einen hohen Wirkungsgrad. Allerdings sind sie in der Herstellung teurer als andere Optionen.
Fazit
Photovoltaikzellen haben das Potenzial, der Schlüssel zu einer nachhaltigen Energiezukunft zu sein. Sie bieten nachhaltige Energie, finanzielle Einsparungen, verringern die Treibhausgasemissionen und machen unabhängig von Energieversorgern. Verschiedene Technologien für Photovoltaikzellen bieten unterschiedliche Möglichkeiten für die Installation von Solarsystemen. Angesichts der zu erwartenden Verbesserungen des Wirkungsgrads und der Senkung der Produktionskosten ist damit zu rechnen, dass PV-Zellen weiter wachsen und in der Bauindustrie und anderen Sektoren eingesetzt werden.
