Photovoltaik

Photovoltaik Energie aus Sonne

Auf den Dächern sieht man sie immer öfter: Photovoltaikanlagen. Photovoltaik ist mittlerweile eine der Schlüsseltechnologien für eine klimaverträglichere Stromversorgung.

In gespeicherter und umgewandelter Form kommt Sonnenenergie auf der Erde vielfältig vor: z. B. als Kohle, Erdöl und Erdgas, als Biomasse wie Holz oder Raps, ebenso als Windenergie. Lediglich die Geothermie, die Meeresenergie und die Kernenergie sind nicht solare Energiequellen.

“Direkt” lässt sich Sonnenenergie einerseits zur Wärmeversorgung nutzen. Andererseits lässt sich mit Sonnenenergie auch Strom erzeugen, der ins allgemeine Stromnetz eingespeist wird. Diese Anlagen nennt man Photovoltaikanlagen.
 
Bei der Photovoltaik (PV) wird in Solarzellen – dies sind spezielle Halbleiterbauelemente – Sonnenlicht (Photonen) direkt in elektrische Energie umgewandelt. Physikalisch zugrunde liegt der photovoltaische Effekt: Photonen mit geeigneter Energie können in Halbleitern (z. B. Silizium) Elektronen aus dem Atomverband lösen und damit einen Stromfluss bewirken. Um höhere Leistungen zu erzielen, werden Solarzellen zu Modulen zusammengeschaltet. Die Wechselwirkung zwischen Licht und Elektronen wurde bereits Anfang des 19. Jahrhunderts beobachtet, jedoch erst 1905 von Albert Einstein theoretisch verstanden, indem er die Quantennatur des Lichts berücksichtigte. Bereits 1883 stellte der amerikanische Erfinder Charles Fritts eine Selen- Photozelle mit einem Wirkungsgrad von 1 bis 2% her. 1954 entwickelte ein Forscherteam in den Bell Telephone Laboratories eine Zelle auf der Basis des nahezu unerschöpflichen Elements Silizium. Diese Entdeckung war der Beginn der Photovoltaik. Heute sind Photovoltaikanlagen ausgereift und bieten eine neue Alternative.

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