Wann erzeugen Sonnenkollektoren Strom?

Wenn die Sonne auf ein Solarmodul scheint, wird die Energie des Sonnenlichts von den PV-Zellen des Moduls absorbiert. Diese Energie erzeugt elektrische Ladungen, die sich als Reaktion auf ein internes elektrisches Feld in der Zelle bewegen, wodurch Strom fließt. Im Inneren jedes Solarmoduls befindet sich eine leitende Metallplatte, die mit Drähten verbunden ist, die zu einem verschmolzenen Array Combiner führen. Die Energie des Arrays wird durch einen Wechselrichter geleitet, der den anfänglichen Gleichstrom in den Wechselstrom umwandelt, der für den Betrieb menschlicher Bauwerke erforderlich ist.

Solarmodule nutzen die durch das Sonnenlicht erzeugten Photonen zur Erzeugung von Gleichstrom (DC). Wenn die Photonen auf das Paneel treffen, werden sie von dem halbleitenden Siliziummaterial des Paneels absorbiert. Während dieses Vorgangs lösen sich Elektronen von den Atomen und bewegen sich in der Solarzelle. Durch diese Bewegung der Elektronen wird Gleichstrom (DC) erzeugt.

Der Gleichstrom fließt dann zum Wechselrichter des Systems, wo er in Wechselstrom (AC) umgewandelt wird. Wechselstrom ist die Art von Elektrizität, die für die Stromversorgung des Hauses benötigt wird. Solarenergie wandelt die Energie der Sonne in elektrische Energie um. Eine Möglichkeit, dies zu tun, ist die Verwendung von photovoltaischen Materialien.

Diese können verwendet werden, um einen elektrischen Strom zu erzeugen, wenn sie dem Licht ausgesetzt werden. Dies wird als photovoltaischer Effekt bezeichnet. Photovoltaikzellen oder Solarzellen können dies tun. Die Hersteller setzen oft viele Solarzellen zusammen, um Solarmodule herzustellen.

Wenn Photonen auf eine Solarzelle treffen, schlagen sie Elektronen aus ihren Atomen heraus. Wenn an der positiven und negativen Seite einer Zelle Leiter angebracht sind, entsteht ein Stromkreis. Wenn Elektronen durch einen solchen Stromkreis fließen, erzeugen sie Elektrizität. Mehrere Zellen bilden ein Solarpanel, und mehrere Panels (Module) können zu einem Solarfeld zusammengeschaltet werden.

Je mehr Paneele Sie einsetzen können, desto mehr Energie können Sie erwarten zu erzeugen. PV-Solarmodule erzeugen Gleichstrom (DC). Bei Gleichstrom fließen die Elektronen in einer Richtung durch einen Stromkreis. Dieses Beispiel zeigt eine Batterie, die eine Glühbirne mit Strom versorgt.

Die Elektronen bewegen sich von der negativen Seite der Batterie durch die Lampe und kehren zur positiven Seite der Batterie zurück. PV-Solarmodule bestehen aus vielen kleinen photovoltaischen Zellen – photovoltaisch bedeutet, dass sie Sonnenlicht in Strom umwandeln können. Diese Zellen bestehen aus halbleitenden Materialien, meist aus Silizium, einem Material, das Elektrizität leiten kann und gleichzeitig das elektrische Ungleichgewicht aufrechterhält, das zur Erzeugung eines elektrischen Feldes erforderlich ist. Metallplatten an den Seiten jeder Solarzelle sammeln die durch das elektrische Feld ausgestoßenen Elektronen und leiten sie an die Anschlussdrähte weiter.

Obwohl Solarzellen bei kaltem Wetter effizienter sind, erzeugen sie im Winter nicht unbedingt mehr Strom als im Sommer. Organische Solarzellen sind eine eigene Art von Dünnschicht-Solarzellen, die Materialien auf Kohlenstoffbasis als Halbleiter verwenden. Die Solarmodule von SunPower sind mit leitfähigen Klebstoffen in Luft- und Raumfahrtqualität und firmeneigenen Verkapselungsmitteln ummantelt, um diese Zellen zu schützen und die Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse zu minimieren. Diese Arten der organischen Photovoltaik (OPV) werden manchmal auch als „Kunststoffsolarzellen“ oder „Polymersolarzellen“ bezeichnet und werden hergestellt, indem organische Verbindungen in Tinte aufgelöst und auf dünne Kunststoffe gedruckt werden.

Wenn Sie anfangen möchten, Strom zu sparen und in erneuerbare Energien zu investieren, sollten Sie als Erstes die Angebote für Solarmodulsysteme vergleichen. Da Sie nach wie vor an Ihr traditionelles Stromversorgungsunternehmen angeschlossen sind, können Sie automatisch zusätzlichen Strom aus dem Netz beziehen, um eventuelle Engpässe bei der Solarenergie auszugleichen. In modernen Solarsystemen können diese Wechselrichter als ein Wechselrichter für das gesamte System oder als einzelne, hinter den Modulen angebrachte Mikro-Wechselrichter konfiguriert werden. Wie viel Sie einsparen und wie schnell sich Ihre Investition in einem bestimmten Bundesland auszahlt, hängt von vielen Faktoren ab, z. B. von den Stromkosten, den verfügbaren Solarförderungen, dem Net Metering und der Qualität Ihrer Solarmodule.

Die Solarzelle ist so konzipiert, dass positiv und negativ geladene Halbleiter ineinander verschachtelt sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen (siehe Abbildung links zur Veranschaulichung). Außerdem werden die für die Paneele verwendeten Materialien zunehmend recycelt, so dass der Kohlenstoff-Fußabdruck weiter schrumpfen wird. Ja, wenn Sie an das Stromnetz angeschlossen sind, werden Sie auch mit Solarmodulen eine Stromrechnung erhalten – aber es ist möglich, dass Sie gar nichts bezahlen müssen.

Literatur:

• Intro to Solar Energy & How Solar Panels Work | EnergySage
• Generating Electricity: Solar Cells | Let’s Talk Science