Was ist Photovoltaik?

Die Sonne liefert unglaublich viel Energie: In 20 Minuten wirft sie so viel Energie auf die Erde, wie die gesamte Menschheit in einem ganzen Jahr verbraucht. Diese Energie sinnvoll zu nutzen, ist die zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Ein zentraler Bestandteil im zukünftigen Mix der erneuerbaren Energien stellt die Photovoltaik dar, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Ohne die Umwelt zu belasten. Ohne Abfälle. Ohne Gesund­heits­schäden. Die Sonne ist unsere Chance, den Klimawandel und Ressourcenverbrauch zu stoppen.

Photovoltaik-Anlagen funktionieren nach einem einfachen Prinzip. Sie bestehen aus einzelnen Solarmodulen, die wiederum aus einzelnen Solarzellen bestehen. Wenn die Sonne scheint, verhält sich eine Solarzelle quasi wie eine Batterie. Das ein­fal­lende Sonnenlicht trennt die Elektronen ab, so dass sich eine positiv geladene und eine negativ geladene Schicht in der Solarzelle ergeben. Aus diesem Potential­unter­schied entsteht eine elektrische Spannung. Wenn man nun einen elektrischen Verbraucher, z.B. eine Lampe anschließt, fließt (Gleich-)Strom. Je mehr Sonnen­licht auf die Solarzelle fällt, desto heller brennt die Birne.

Bei voller Sonneneinstrahlung – in Mitteleuropa sind das durch­schnittlich knapp 1.000 Watt pro Quadratmeter – fällt auf eine Solarzelle der Größe 10 × 10 cm eine Strahlungsleistung von circa 10 Watt. Eine solche Zelle kann je nach Qualität eine Leistung von 1,0 bis 1,6 Watt abgeben. Um die Leistung zu erhöhen, werden mehrere Solarzellen kombiniert und zu einem Modul verschaltet.

Die maximale Leistungsstärke einer Photovoltaik-Anlage wird in Kilowatt Peak (kWp) bzw. Megawatt Peak (MWp) angegeben. Sie ist mit dem Verschalten beliebig vieler Solarmodule theoretisch unbegrenzt. In der Praxis errechnet sich die Höchst­leistung der Anlage durch die örtliche Sonneneinstrahlung und die verfügbare Fläche.