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Green-Economy.de - Lexikon - Photovoltaikgenerator
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Photovoltaikgenerator
Ein Photovoltaikgenerator (oft auch mit „PV-Generator“ abgekürzt) wird auch Photovoltaikanlage oder Solarstromanlage genannt. Ein Generator ist ein Erzeuger. Er gewinnt in diesem Fall Strom durch Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie. Der PV-Generator besteht aus mehreren in Reihe zusammengeschalteten Modulen, die Solarzellen besitzen. Weiterhin sind ein Wechselrichter und je nach Bauart und Verwendung eine Unterkonstruktion Bestandteile des Generators. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in netzkompatiblen Wechselstrom um. Die Unterkonstruktion (etwa bei Solarkraftwerken auf dem freien Feld) dient als Befestigung der Solarmodule und kann je nach Bauart die Module in die ideale Neigung und Himmelrichtung zur Sonne ausrichten. Dies ist wichtig für eine effektive Ausbeutung der vorhandenen Sonneneinstrahlung.

Eine Solarzelle besteht hauptsächlich aus einem Halbleiter, der in 95 Prozent der Fälle aus Silizium besteht. Aber auch andere Halbleiter wie etwa Germanium oder Indium könnten eingesetzt werden.
Silizium hat den Vorteil, dass es aus Quarzsand hergestellt wird, welcher in nahezu unbegrenzten Mengen zur Verfügung steht (zweithäufigstes Element der Erde). Außerdem sind Siliziumzellen vergleichsweise umweltfreundlich herzustellen.

Die Solarzelle besteht aus zwei Schichten. In der n-Schicht (negativ) herrscht ein Elektronenüberschuss, in der p-Schicht (positiv) gibt es einen Elektronenmangel. Beide Schichten besitzen noch einen separaten Metallkontakt und werden durch ein internes elektrisches Feld (pn-Schicht) getrennt. Bei Lichteinfall (durch die Sonnenstrahlung) geraten die Elektronen in der n-Schicht in Bewegung, sie fließen in Richtung der p-Schicht. In der pn-Schicht wird nun die elektrische Energie durch die Metallkontakte abgegriffen. Durch den Wechselrichter wird nun der entstandene Gleichstrom in Wechselstrom gewandelt und ins Netz eingespeist. Übrigens funktionieren Solarzellen nicht nur bei strahlender Sonne, denn sie nutzen das Licht der Sonne und nicht die Wärme. Auch bei Bewölkung gibt es eine sogenannte diffuse Lichteinstrahlung, die dafür sorgt, dass der Photovoltaikgenerator auch bei nicht ganz so gutem Wetter arbeiten kann.

Es gibt unterschiedliche Zelltypen bei den Solarmodulen. Man unterscheidet zwischen monokristallinen, polykristallinen und amorphen Zelltypen. Die monokristallinen haben dabei, vor den polykristallinen und amorphen Zelltypen, den höchsten Wirkungsgrad, sind dafür aber auch bei der Produktion aufwändiger und damit auch die teuersten. Die Zelltypen unterscheiden sich auch in ihren unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten. So finden sich Dünnschichtsolarzellen (amorphe) etwa in Taschenrechnern, während monokristalline Solarzellen vor allem auf Dächern und auch in der Raumfahrt eingesetzt werden.

Photovoltaik hat Vor- und Nachteile. Der größte Vorteil von PV-Generatoren ist vor allem die folgende Tatsache. So ist die Energiequelle Sonne unerschöpflich und kostenlos verfügbar. Sie bietet deshalb auch für Entwicklungsländer hervorragende Perspektiven. PV-Generatoren benötigen nur einen geringen Wartungsaufwand, was sich positiv auf die Gesamtkosten auswirkt. Weiterhin produzieren sie sauberen Strom und tragen erheblich zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei. Für Investoren und Privatpersonen ist es von Vorteil, dass die Hersteller bis zu 25 Jahre Garantie auf ihre PV-Module geben. Auch produzieren Solaranlagen keinen Lärm oder Dreck.

Der Nachteile von PV-Generatoren liegen in noch hohen Anfangsinvestitionen. Außerdem lässt der Wirkungsgrad nach einer gewissen Lebensdauer rapide nach und viele Menschen haben etwas gegen Solarzellen auf Dächern oder auf dem freien Feld, weil sie den Anblick als störend empfinden. Insgesamt ist die Solartechnik aber nicht mehr aus der deutschen Wirtschaft wegzudenken. Man bedenke dabei vor allem den Anteil von Solarenergie am „Strommix“ und die vielen Arbeitsplätze, die dieser Industriezweig bietet.
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