Forum Energiewende Dinkelscherben

Wirkungsweise einer Photovoltaikanlage

Von Foto: Michael Paetzold, Lizenz: Creative Commons
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Sonnenlicht, das in eine Solarzelle trifft, wird absorbiert. Das geschieht in einer Schicht aus (meist) Silizium. Dort werden aus den Siliziumatomen Elektronen und Protonen herausgelöst, welche jeweils zur Rückseite oder zur Vorderseite der Solarzelle wandern. Zwischen diesen Flächen entsteht dadurch eine Spannung. Der so entstehende Gleichstrom wird zu einem sogenannten Wechselrichter weitergeleitet. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann ins Stromnetz gespeist wird.

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle beträgt gegenwärtig bei den gebräuchlichen Silizium-Materialien zwischen 15 und 22%. (Quelle). Dieser Anteil des gesamten Sonnenlichts, das auf die Zelle scheint (in der Reischenau sind es maximal 1150Watt/m²) kann also in Strom umgewandelt werden. Theoretisch sind, bei optimierten, mehrschichtigen Solarzellen Werte bis 80% denkbar.

Das National Renewable Energy Laboratory, einem Institut des US-amerikanischen Energieministeriums hat bereits bei einem sechsschichtigen Prototypen einen Wirkungsgrad von 47% erreicht ( Quelle). Es wurden deswegen sechs unterschiedlich aufgebaute Schichten verwendet, weil unterschiedliche Materialien jeweils andere Spektren des Sonnenlichts absorbieren. Dadurch wird verständlich, dass Siliziumzellen, die nur einen bestimmten Anteil des Sonnenlichts absorbieren können, bereits theoretisch auf 29 - 33% begrenzt sind.