So funktioniert Solarenergie

Hast du dich immer schon einmal gefragt, wie genau aus Sonnenlicht Solarstrom wird und was eigentlich in einer Solarzelle, bzw der Solaranlage so alles an Prozessen abläuft?

Wir haben dir in diesem Artikel alle wichtigen und interessanten Infos rund um das Thema Solarenergie und Solaranlagen zusammengestellt.

Solarenergie ist eine Form der nachhaltigen Energie, die durch die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität erzeugt wird. 

Die Sonne strahlt enorme Energiemengen ab und wird dies voraussichtlich noch viele Milliarden Jahre tun. Solange die Sonne scheint, wird es Sonnenlicht geben, das zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Daher zählt Solarenergie zu den erneuerbaren Energien.

Die Bestandteile einer Solaranlage

Die wichtigsten Komponenten einer typischen Solaranlage sind:

• Solarmodule: Sie bestehen aus vielen Solarzellen, die das Sonnenlicht einfangen und in elektrische Energie umwandeln. Die Solarzellen oder auch Photovoltaikzellen (PV-Zellen)  bestehen aus Halbleitermaterialien wie Silizium.
• Wechselrichter: Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, der im Haushalt genutzt oder ins Netz eingespeist werden kann.
• Montagesystem: Die Solarmodule werden auf einer stabilen Unterkonstruktion, z.B. auf dem Dach eines Gebäudes, montiert. Das Montagesystem ermöglicht eine optimale Ausrichtung der Module zur Sonne, um die maximale Sonneneinstrahlung einzufangen.
• Stromzähler: Ein Stromzähler misst die Menge des erzeugten Solarstroms. Ist die Anlage an das Stromnetz angeschlossen, kann der Zähler auch den Stromfluss in beide Richtungen messen, wenn überschüssiger Solarstrom ins Netz eingespeist oder zusätzlicher Strom aus dem Netz bezogen wird.
• Batteriespeicher (optional): Manchmal kann eine Solaranlage mit einem Batteriespeicher kombiniert werden. So wird überschüssiger Solarstrom gespeichert und später, z.B. nachts oder bei schlechtem Wetter, genutzt.

Von Sonnenlicht zu Solarstrom

Auf einer Solaranlage sind viele einzelne Solarzellen nebeneinander angebracht. Wenn Sonnenlicht auf die Zellen trifft, erzeugt der sogenannte photovoltaische Effekt eine elektrische Spannung. Sprich: Die Elektronen im Silizium werden angeregt, bewegen sich und erzeugen so die elektrische Spannung. Diese wird durch die Verdrahtung der Solarzellen zu einem Stromfluss zusammengeführt. 

Der erzeugte Gleichstrom wird vom Wechselrichter in den für den Hausgebrauch oder die Netzeinspeisung erforderlichen Wechselstrom umgewandelt.

Die so erzeugte Solarenergie kann entweder für den Eigenverbrauch im Haushalt verwendet oder ins Stromnetz eingespeist werden. Bei der Netzeinspeisung wird der überschüssige Solarstrom gegen eine Vergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist.

Solarenergie hat viele Vorteile. Sie ist eine saubere und erneuerbare Energiequelle, die kein CO2, keine Treibhausgase oder andere schädliche Emissionen verursacht. Damit spart die Nutzung von Solarenergie fossile Brennstoffe ein und trägt zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Bekämpfung des Klimawandels bei.

Solarenergie kann außerdem dezentral erzeugt werden. Das verringert die Abhängigkeit von zentralisierten Stromnetzen. 

Vorteilhaft ist auch, dass sie fast überall erzeugt werden kann, solange genügend Sonnenlicht vorhanden ist. Solarmodule sind im Vergleich zu anderen Erzeugungsanlagen relativ platzsparend, da sie auf Dächern installiert werden können - also bereits vorhandene, ansonsten ungenutzte Fläche nutzen. Für den Eigenbedarf gibt es sogar Mini-PV oder Balkonkraftwerke. Sie können damit sowohl in städtischen als auch in ländlichen Gebieten eingesetzt und auf einer Vielzahl von Gebäuden wie Wohnhäusern, Schulen und Geschäftsgebäuden installiert werden.

Solarenergie hat viele Vorteile, aber auch einige Einschränkungen. Eine der wichtigsten Einschränkungen ist die Abhängigkeit von den Wetterbedingungen, denn zur Stromerzeugung Sonnenlicht wird benötigt. 

Außerdem ist die Installation von Solaranlagen teurer als andere Energieformen, wie z. B. fossile Brennstoffe. 

Allerdings sind die Kosten für Solarenergie in den letzten Jahren aufgrund des technischen Fortschritts und der zunehmenden Verbreitung gesunken.

‍Solarenergie kann auf unterschiedliche Weise genutzt werden. Eine der gängigsten ist die Nutzung von Sonnenkollektoren, die auf Dächern oder auf Feldern installiert werden. Diese Kollektoren fangen das Sonnenlicht ein und wandeln es in Strom um, der dann zur Versorgung von Haushalten und Unternehmen genutzt werden kann. 

‍Eine weitere Möglichkeit, Solarenergie zu nutzen, sind solarthermische Anlagen, die das Sonnenlicht einfangen und zur Erwärmung von Wasser oder Luft nutzen - sogenannte Solarthermie. Diese Anlagen können warmes Wasser zum Duschen und für andere Zwecke im Haushalt, zum Heizen von Gebäuden in den Wintermonaten liefern oder auch zur Erzeugung von Dampf für industrielle Prozesse verwendet werden.

Es gibt auch eine Reihe großer Solarkraftwerke, die Strom für das Netz erzeugen. Diese Anlagen befinden sich in der Regel in sonnigen, abgelegenen Gebieten und bündeln das Sonnenlicht mit Spiegeln oder Linsen auf einen zentralen Receiver, der Wärme erzeugt, die dann zur Dampf- und Stromerzeugung genutzt wird.

‍Insgesamt ist die Solarenergie eine saubere und erneuerbare Energiequelle, die das Potenzial hat, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen deutlich zu verringern und den Klimawandel zu bekämpfen. Da immer mehr Länder die Solarenergie nutzen, ist es wahrscheinlich, dass sie in den kommenden Jahren zu einer immer wichtigeren Stromquelle wird.