Photovoltaik

 

EINFÜHRUNG PHOTOVOLTAIK
 

DEFINITION & FUNKTION

Die Geschichte der technisch nutzbaren Photovoltaik begann mit der Entdeckung des photovoltaischen Effektes durch Alexander Bequerel im Jahre 1839. Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Licht in elektrische Energie. 
 
Funktionsweise der Erzeugung von Solarstrom: 

     

Wie funktioniert die photovoltaische Energieumwandlung?

Wie schon gesagt:
Unter Photovoltaik (PV) versteht man die direkte Umwandlung von Licht in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen. Solarzellen werden überwiegend aus Silizium hergestellt. Aus diesem Material werden Scheiben von wenigen zehntel Millimeter Dicke geschnitten. Durch gezieltes Verunreinigen (Dotieren) mit Phosphor und Bor erzielt man in einer dünnen Oberflächenschicht einen Überschuß an Elektronen (n-Silizium), im Rest des Materials einen Mangel an Elektronen (p-Silizium). Im Übergangsbereich entsteht ein inneres elektrisches Feld (Raumladungszone, RL-Zone). 

Bei Lichteinwirkung werden freie Ladungsträger erzeugt und durch das innere elektrische Feld nach ihrer Polarität getrennt. Die elektrische Gleichspannung wird durch beiderseitig angebrachte Kontakte nach außen geführt, über die die Elektronen fließen können. Aus Anwendungen in der Raumfahrttechnik entstanden in den 60er Jahren praktisch einsatzfähige Produkte.

Heute sind drei Zelltechnologien in großen Mengen verfügbar:
- Monokristalline Solarstromzellen, dunkelblau 
- Polykristalline Solarstromzellen, perlmutblau
- Dünnschicht Solarstromzellen, graphitblau.

Die heutige Anwendung von Solarstrom im Alltag unterscheidet neben Kleinanwendungen (Uhren, Taschenrechner, Handlampen, Gartenlampen, Spielzeug, Meßgeräte) vier prinzipielle Arten, 
die den Betrieb als Stromversorgung ermöglichen:


- Autarke Stromversorgung mit direktem Anschluß des PV-Generators an den Verbraucher

- Autarke DC-Stromversorgung mit PV-Generator

- Autarke AC-Stromversorgung, mit PV-Generator, Regler, Batterie, Wechselrichter

- NETZPARALLELBETRIEB:  Netzgekoppelte AC-Stromversorgung PV-Generator und Wechselrichter

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