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. Die Geschwindigkeit, mit der Solarzellen Strom erzeugen, hängt jedoch von der Menge des direkten Sonnenlichts sowie von der Qualität, Größe, Anzahl und Lage der verwendeten Zellen ab.

Solarenergie funktioniert, indem sie die Sonnenenergie einfängt und sie leise und effektiv in Strom für Ihr Haus oder Ihr Unternehmen umwandelt. Unabhängig davon, wo Sie leben, kann Solarenergie eine ausgezeichnete Investition und ein hervorragender Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels sein. Solarenergie erzeugt nicht ständig Strom, aber immer dann, wenn er am meisten gebraucht wird. Jedes einzelne Paneel besteht aus einer Schicht von Siliziumzellen, einem Metallrahmen, einem Glasgehäuse, das von einer speziellen Folie umgeben ist, und einer Verkabelung.

In einem kürzlich erfolgreich durchgeführten Test im Rahmen des Projekts Power Potential wurden die Wechselrichter einer Solaranlage aufgerüstet, so dass die Anlage nicht nur tagsüber Strom liefert, sondern auch nachts, um Spannungsschwankungen auszugleichen und das Netz stabil zu halten. Als Nutzer von Solarmodulen, ehemaliger Installateur und Energieauditor für Privathaushalte kann ich vielleicht einen Einblick geben. Die meisten Häuser haben nicht genug Dachfläche für Solarmodule, um ihren Stromverbrauch das ganze Jahr über zu decken, aber man kann sich annähern. Der Schlüssel liegt darin, sicherzustellen, dass Ihre Solarmodule mit maximaler Effizienz arbeiten, indem Sie den richtigen Modultyp, den richtigen Installateur und den besten Winkel für Ihr Haus und Ihre Bedürfnisse wählen.

Doch was passiert, wenn Sie nicht zu Hause sind, um den Strom zu nutzen, den Ihre Solarmodule an jedem sonnigen Tag erzeugen? Und was passiert nachts, wenn Ihre Solaranlage nicht in Echtzeit Strom erzeugt? Keine Sorge, je nach Bundesland und Energieversorger können Sie auch von einem System namens „Einspeisetarif“ profitieren. Die Erzeugung von elektrischem Strom ist der erste Schritt bei der Arbeit eines Solarmoduls, aber damit ist der Prozess noch nicht abgeschlossen. Es gibt verschiedene Arten von Halbleitern, die typischerweise in Solarzellen verwendet werden, wobei Silizium bei weitem am weitesten verbreitet ist und in 95 % der heute hergestellten Solarzellen eingesetzt wird. Auch wenn die Details der Solartechnik sehr wissenschaftlich sind, braucht man kein Wissenschaftler zu sein, um die Vorteile zu erkennen, die eine Solaranlage für ein Unternehmen oder einen Immobilienbesitzer haben kann.

Ein Solarwechselrichter nimmt den Gleichstrom aus der Solaranlage auf und nutzt ihn zur Erzeugung von Wechselstrom. Da Sie nach wie vor an Ihr herkömmliches Stromversorgungsunternehmen angeschlossen sind, können Sie automatisch zusätzlichen Strom aus dem Netz beziehen, um eventuelle Solarstromengpässe auszugleichen. Wenn Photonen oder Lichtteilchen auf die dünne Siliziumschicht auf der Oberseite eines Solarmoduls treffen, schlagen sie Elektronen aus den Siliziumatomen heraus.

Literatur:

• How does solar power work? | National Grid Group
• What is Solar Energy & How Do Solar Panels Work? | SunPower