Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Dies geschieht mithilfe von Solarzellen, die in der Regel aus Silizium oder anderen Halbleitermaterialien bestehen. Hier ist eine grundlegende Erklärung, wie eine Photovoltaikanlage funktioniert:
Absorption von Sonnenlicht:
Die Solarzellen in einer Photovoltaikanlage bestehen aus dünnen Schichten Halbleitermaterial, meist Silizium. Wenn Sonnenlicht auf diese Zellen trifft, werden Photonen (Lichtteilchen) absorbiert. Die Energie der absorbierten Photonen löst Elektronen aus den Atomen im Halbleitermaterial aus.
Erzeugung von Elektrizität:
Wenn Elektronen aus den Atomen freigesetzt werden, entsteht ein elektrischer Strom. Dieser Strom fließt durch den Halbleiter und erzeugt somit eine elektrische Spannung. Die Solarzellen sind so strukturiert, dass sie die erzeugte Energie in Form von Gleichstrom (DC) abgeben.
Inverter:
Da die meisten Haushalte und das öffentliche Stromnetz Wechselstrom (AC) verwenden, wird ein Wechselrichter (Inverter) benötigt, um den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Der Wechselrichter passt die Frequenz und Spannung des erzeugten Stroms an die Netzstandards an.
Einspeisung oder Eigenverbrauch:
Der erzeugte Wechselstrom kann entweder direkt im Gebäude für den Eigenverbrauch verwendet oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden, je nach den Bedürfnissen und den geltenden Gesetzen und Regelungen.
Netzeinspeisung und Vergütung:
Wenn die Photovoltaikanlage mehr Strom erzeugt, als im Moment im Gebäude benötigt wird, kann der überschüssige Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden. In einigen Regionen gibt es Mechanismen wie Einspeisevergütungen oder Net-Metering, die den Anlagenbesitzern finanzielle Anreize bieten, überschüssigen Strom zu produzieren und ins Netz einzuspeisen.
Es ist wichtig anzumerken, dass die Effizienz einer Photovoltaikanlage von verschiedenen Faktoren abhängt, darunter die Qualität der Solarzellen, die Einstrahlung der Sonne, der Neigungswinkel der Module zur Sonne, Verschattungseffekte und Umgebungstemperatur. Die Technologie der Photovoltaik hat sich im Laufe der Jahre stark weiterentwickelt, was zu höheren Wirkungsgraden und niedrigeren Kosten für die Stromerzeugung aus Sonnenlicht geführt hat.