PHOTOVOLTAIK
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TECHNIK
Die als Licht und Wärme auf die
Erde auftreffende Menge an Sonnenenergie beträgt jährlich
1,5 × 1018 kWh; dies entspricht in etwa dem 15.000-fachen
des gesamten Primärenergieverbrauchs der Menschheit im
Jahre 2006 (1,0 × 1014 kWh/Jahr). Der Lichtenergieeintrag
durch die Sonne beträgt pro Jahr etwa 1,1 × 1018
kWh. Diese Strahlungsenergie kann prinzipiell aufgefangen und
teilweise in Elektrizität umgewandelt werden, ohne dass
Nebenprodukte wie Abgase (beispielsweise Kohlendioxid) entstehen.Der
Wellenlängenbereich der auftreffenden elektromagnetischen
Strahlung reicht vom kurzwelligen, nicht sichtbaren Ultraviolett
(UV) über den sichtbaren Bereich (Licht) bis weit in den
lang- welligeren infraroten Bereich (Wärmestrahlung) hinein.
Bei der Umwandlung wird der photoelektrische Effekt ausgenutzt.
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Die Energiewandlung
findet mit Hilfe
von Solarzellen, die zu so genannten Solarmodulen verbunden
werden, in Photovoltaikanlagen statt. Die erzeugte Elektrizität
kann entweder vor Ort genutzt, in Akkumulatoren gespeichert
oder in Stromnetze eingespeist werden. Bei Einspeisung der Energie
in das öffentliche Stromnetz wird die von den Solarzellen
erzeugte Gleichspannung von einem Wechselrichter in Wechselspannung
umgewandelt. Mitunter wird eine alleinige Energieversorgung
mittels Photovoltaik in Inselsystemen realisiert. Um hier kontinuierlich
Energie zur Verfügung zu stellen, muss die Energie gespeichert
werden. Ein bekanntes Beispiel für akkumulatorgepufferte
Inselsysteme
sind Parkscheinautomaten.
Die photovoltaische
Energiewandlung ist wegen der Herstellungskosten der Solarmodule
im Vergleich zu herkömmlichen Kraftwerken deutlich teurer,
wobei allerdings große Teile der Folgekosten der konventionellen
Energiewandlung nicht in die heutigen Energiepreise mit eingehen.
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Das
stark schwankende Strahlungsangeboterschwert
den Einsatz der Photovoltaik. Die Strahlungsenergie schwankt
vorhersehbar tages- und jahreszeitlich bedingt, sowie
täglich abhängig von der Wetterlage.Beispielsweise
kann eine fest installierte Solaranlage in Deutschland
im Juli einen gegenüber dem Dezember bis zu fünfmal
höheren Ertrag bringen. Sinnvoll einsetzbar ist die
photovoltaische Energiewandlung als ein Baustein in einem
Energiemix verschiedener Energiewandlungsprozesse. Ohne
die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Energiespeicherung
im großen Maßstab werden hierbei konventionelle
Elektrizitätswerke nicht völlig zu ersetzen
sein. Das Stromeinspeisungsgesetz und insbesondere das
Erneuerbare-Energien-Gesetz haben zu einem Boom bei der
Errichtung von Photovoltaikanlagen in Deutschland geführt.
So wurde Ende Juni 2005 die Schwelle von 1000 MW instal-
lierter elektrischer Nennleistung von Photovoltaikanlagen
überschritten; das entspricht einer Verhundertfachung
in
den letzten zehn Jahren.
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