Sie wissen wahrscheinlich schon, dass Solarpanels die Energie der Sonne nutzen, um saubere, nutzbare Elektrizität zu erzeugen. Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie genau Solarpanels elektrischen Strom erzeugen? In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie darüber wissen müssen, wie elektrischer Strom durch Solarpanels erzeugt wird.
Elektrischer Strom: Was ist Photovoltaik?
Elektrischer Strom wird durch Solartechnologie erzeugt, indem die Solarstrahlung von der Sonne in nutzbare Energie umgewandelt wird. Diese Umwandlung erfolgt mithilfe der Photovoltaik, einer Technologie, die in Solarpanels verwendet wird. Während jeder Ort auf der Erde über das Jahr hinweg etwas Sonnenlicht erhält, variiert die Menge an Solarstrahlung, die an einem bestimmten Punkt auf der Erdoberfläche ankommt. Solartechnologien fangen diese Strahlung ein und wandeln sie in elektrischen Strom um.
Wie funktioniert ein Solarpanel, und wie wird elektrischer Strom erzeugt?
Solarpanels bestehen aus verschiedenen Bestandteilen, die zusammenarbeiten, um Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln. Im Wesentlichen ist der Prozess der Umwandlung von Solarstrahlung in elektrischen Strom durch den photovoltaischen Effekt möglich. Im Folgenden erklären wir die Bestandteile der Solarpanels und wie der photovoltaische Effekt funktioniert:
Elektrischer Strom - Die Bestandteile eines Solarpanels
Ein Solarpanel ist im Wesentlichen eine Anordnung von vielen kleinen Solarzellen, die miteinander verbunden sind. Diese Zellen sind in der Regel aus Silizium, einem Halbleitermaterial, das sehr gut in der Lage ist, Lichtenergie in elektrischen Strom umzuwandeln. Ein Solarpanel besteht aus mehreren Solarzellen, die die Photovoltaik-Technologie nutzen, um den elektrischen Strom zu erzeugen.
- Solarzellen (Photovoltaikzellen): Solarmodule, sind die zentrale Komponente jeder Solaranlage. Sie bestehen aus mehreren Solarzellen, die das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln. Die Module fangen die Sonnenstrahlung ein und wandeln diese durch den photovoltaischen Effekt, welchen wir weiter unten erklären werden, in Wechselstrom (AC) um.
- Montagerahmen: Das Montagesystem sorgt dafür, dass die Solarmodule sicher und stabil auf dem Dach oder einer anderen geeigneten Oberfläche befestigt sind.
- Aufständerung: Die Aufständerung richtet Solarmodule optimal zur Sonne aus, was die Energieausbeute steigert. Mit einem idealen Neigungswinkel von 30° bis 35° in Deutschland maximiert sie die Effizienz Ihrer Anlage. Moderne Systeme sind flexibel, wetterbeständig und aus langlebigen Materialien wie Aluminium und Edelstahl gefertigt. So wird die Lebensdauer und Zuverlässigkeit Ihrer Solaranlage erhöht
- Glasscheibe: Eine transparente Glasscheibe schützt die Solarzellen vor Witterungseinflüssen und ermöglicht gleichzeitig das Durchlassen von Sonnenlicht. Sie ist so konzipiert, dass sie den Energieverlust minimiert und die Solarzellen schützt.
- Verkabelung: Innerhalb des Solarpanels verlaufen Drähte, die den erzeugten elektrischen Strom von den Solarzellen zu einem Wechselrichter oder zu einem Stromspeicher (wie einer Solarbatterie) transportieren.
- Wechselrichter: Ein Wechselrichter ist ein wesentlicher Bestandteil eines Solarsystems. Er wandelt den Gleichstrom (DC), den Solarpanels erzeugen, in Wechselstrom (AC) um, der im Stromnetz genutzt wird.
Der photovoltaische Effekt: Wie Solarpanels elektrischen Strom erzeugen
Der Schlüssel zur Stromerzeugung in Solarpanels ist der photovoltaische Effekt. Wenn das Sonnenlicht auf die Solarzellen in den Panels trifft, lösen die Photonen (Lichtteilchen) Elektronen in den Zellen aus.
So funktioniert dieser Effekt:
- Sonnenlicht trifft auf die Solarzelle: Das Sonnenlicht besteht aus Photonen, die Lichtteilchen sind. Wenn diese Photonen auf die Oberfläche der Solarzelle, welche aus Silizium besteht, treffen, geben sie ihre Energie an die Elektronen im Silizium ab. Warum Silizium? Silizium ist ein Material, das sehr gut geeignet ist, um Lichtenergie in elektrischen Strom umzuwandeln.
- Elektronen werden freigesetzt: Die Energie der Photonen setzt die Elektronen in Bewegung. Sie werden sozusagen „aus ihren Positionen herausgeschleudert“ und können durch das Silizium wandern.
- Erzeugung eines elektrischen Feldes: Die Solarzelle ist in zwei Schichten unterteilt, eine positive und eine negative Schicht. Diese Schichten schaffen ein elektrisches Feld, das die freigesetzten Elektronen in eine bestimmte Richtung lenkt.
- Stromfluss: Die Elektronen fließen durch das Material und erzeugen dabei einen Strom, welcher zunächst Gleichstrom (DC) ist.
Von Gleichstrom (DC) zu Wechselstrom (AC)
Der Strom, der in Solarpanels erzeugt wird, ist Gleichstrom (DC). Da jedoch die meisten Haushaltsgeräte Wechselstrom (AC) benötigen, wird der Gleichstrom durch einen Wechselrichter umgewandelt. Wechselstrom (AC) ist die Form von Strom, die in den meisten Haushalten genutzt wird, um Geräte wie Lichter, Fernseher und Kühlschränke zu betreiben.
Speicherung des überschüssigen Stroms
Falls Ihr Solarpanel mehr Strom produziert, als Sie in Ihrem Haushalt benötigen, kann der überschüssige Strom entweder ins Stromnetz eingespeist oder in einer Solarbatterie gespeichert werden. Die Solarbatterie speichert den überschüssigen Strom, den Sie später nutzen können, beispielsweise in der Nacht oder an bewölkten Tagen, wenn die Solarpanels weniger Energie erzeugen.
Ein Solarspeicher ist ein essenzieller Bestandteil moderner Solaranlagen, der es Ihnen ermöglicht, den erzeugten Strom auch dann zu nutzen, wenn die Sonne nicht scheint. Wir bieten Ihnen eine schlüsselfertige Solaranlagen-Lösung – inklusive Module, Speicher, Cloud-Anbindung, Wallbox und einer intuitiven App, alles mit umfassendem Service - Energiewerke Mitteldeutschland.
