Die Photovoltaik-Technologie – Mergim Kadriu

Die Photovoltaikzelle


Das Herz eines Photovoltaik-Energiesystems ist die Zelle, in der Licht direkt in Elektrizität umgewandelt wird. Dieser Umwandlungsprozess ist sauber und sicher und benötigt keine anderen Brennstoffe, ausser Licht. Solarzellen bestehen aus mindestens zwei Schichten von Halbleitern, wie Silizium. Eine dieser Schichten weist positive elektrische Charakteristik auf, die andere negative. Treffen nun Lichtpartikel (Photonen) auf die Zelle, werden einige Photonen von Atomen des Halbleiters absorbiert. Dadurch werden die Elektronen in der negativen Schicht –freigesetzt und fliessen nun vom Halbleiter durch einen externen Stromkreis zur positiven Schicht. Durch den Elektronenfluss entsteht ein elektrischer Stromkreis.

Grundsätzlicher Aufbau von Photovoltaiksystemen

Inselanlage


Bei dieser Anwendung steht kein öffentliches Netz zur Verfügung. Die elektrische Energie wird von Photovoltaikmodulen erzeugt und in speziellen Solarbatterien gespeichert. Die elektrische Versorgung der Verbraucher wird bei kleinen Anlagen über den Laderegler mit 12 Volt Gleichspannung realisiert. Moderne Anlagen nützen einen Wechselrichter, der die Gleichspannung der Batterie direkt in 230 Volt Wechselspannung wandelt, um damit gängige 230 Volt Verbraucher wie TV, Energiesparlampen, Radio, HiFi, PC etc. zu versorgen. Ziel dieser Anwendung ist eine elektrische Gesamt-Versorgung in einem definierten Zeitraum (z.B. April-September).

Netzkopplung


Die Photovoltaikmodule liefern den erzeugten Gleichstrom über einen Wechselrichter direkt in das 230 Volt Netz. Die in der Anlage angeschlossenen Verbraucher werden direkt von der PV-Anlage versorgt. Überschüsse werden in das öffentliche Netz geleitet, und zusätzlich zur Anlageleistung benötigte Energie (z.B. Licht am Abend) wird vom öffentlichen Netz geliefert. Ziel dieser Anwendung ist eine Elektrische Teilversorgung während des gesamten Jahres, wobei der gesamte Jahresertrag im Verhältnis zur benötigten Energie gesetzt wird (Verhältnis = teilsolare Deckungsrate). Netzkopplung ist die Anlageart, die in Zukunft immer mehr Verbreitung finden wird.