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Thema Photovoltaik: Erträge und Funktionsweise

Die Solarenergie wird von immer mehr Haushalten als günstige und umweltfreundliche Energiealternative genutzt. Die Funktionsweise von Solarzellen und Photovoltaik Erträge für Haushalte in der Übersicht.

Die Sonne gewinnt als günstiger und umweltfreundlicher Energielieferant immer mehr an Bedeutung. Zahlreiche Haushalte in Deutschland setzen bereits auf die Nutzung von Solarenergie und profitieren dabei auch von attraktiven Förderprogrammen der Bundesregierung für Energiesparhäuser. Mit technischen Weiterentwicklungen könnte die Zukunft der Energieversorgung irgendwann tatsächlich auf dem Dach liegen. Heute setzen die meisten Haushalte noch auf eine gemeinsame Nutzung alternativer Sonnenenergien und herkömmlicher Energielieferanten wie Öl.

Der Begriff Photovoltaik kennzeichnet die Umwandlung von Sonnenkraft in elektrische Energie. Die Energieumwandlung findet in den Solarzellen statt, in denen sich Ladungsträger mit dem Sonnenlicht in Bewegung setzen. Handelsübliche Solarzellen, die sich bei den meisten Gebäuden auf dem Dach befinden, bestehen aus Halbleitermaterialien. Halbleiter bieten einen guten Isolationsschutz bei Kälte und reagieren auf Sonneneinstrahlung mit elektrischer Leitfähigkeit: Sie erzeugen Strom. Fast alle Halbleiter werden aus Silizium hergestellt, das auf der Erde in ausreichender Menge vorkommt und umweltverträglich abgebaut werden kann.

Die maximalen Photovoltaik Erträge belaufen sich bei Silizium-Solarzellen auf etwa 0,5 Volt. Bei starker Sonneneinstrahlung steigt auch die erreichbare Stromstärke. Eine herkömmliche Solarzelle mit einer Größe von 100 Quadratzentimetern kann damit unter Maximalbestrahlung zwei Ampere erzeugen. In der Forschung sollen diese Werte weiterhin verbessert werden. Zukünftige Solarzellen sollen bessere Wirkungsgrade erzielen und auch billiger werden. Die erreichbaren Photovoltaik Erträge sind dabei abhängig von den verwendeten Halbleitermaterialien und den Spektren des Lichtes. Halbleitermaterialien wie Silizium können nur einen kleinen Teil der einstrahlenden Sonnenenergie auch tatsächlich in Strom umwandeln, weil sie andere Spektralbereiche nicht erfassen. Diese Sonnenenergie geht bislang noch ungenutzt verloren. Bis eine Optimierung dieser Prozesse durch die Forschung erreicht wird, bleibt Sonnenenergie weiterhin eine Alternative und kann nicht zur flächendeckenden Versorgung genutzt werden.