Bei Heiwit kennen wir uns mit Solaranlagen aus. Wir installieren Photovoltaikanlagen auf Firmendächern und leisten so unseren Beitrag zum Klimaschutz. Entkarbonisierung und den italienischen Unternehmen eine Möglichkeit zu bieten, Gewinne zu erzielen. Wer weiß besser als wir, wie ein Solarmodul aussieht und wie es funktioniert??

Wie sieht ein Solarmodul aus?

Im Fachjargon nennt man Solarmodule Fotovoltaikmodule.

Dabei handelt es sich um technische Geräte, die die Lichtenergie der Sonne in nutzbare elektrische Energie umwandeln. Zu diesem Zweck besteht ihre Grundstruktur aus mehreren wesentlichen Komponenten, die synergetisch zusammenwirken, um das Sonnenlicht einzufangen und in Strom umzuwandeln.

Der Hauptbestandteil eines Solarmoduls ist die Fotovoltaikzelle, die in der Regel aus kristallinem Silizium bestehen. Fotovoltaikzellen sind dünne Schichten aus Halbleitermaterial, die bei Sonneneinstrahlung elektrischen Strom erzeugen. Diese Zellen werden innerhalb des Panels elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet, um die gewünschte Spannung und Stromstärke zu erhalten.

Der Tragrahmen von Solarmodulen besteht in der Regel aus Aluminium oder rostfreiem Stahl, um mechanische Festigkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten. Dieser Rahmen stützt die Photovoltaikzellen und bietet auch eine Schutzstruktur für das Paneel.

Über den photovoltaischen Zellen ist eine transparentes, wetterfestes Glas. Dieses Glas schützt sie vor Feuchtigkeit, Staub und mechanischen Beschädigungen und lässt das Sonnenlicht ungehindert durch. Auf der Oberseite des Glases kann eine Schicht aus transparentem, antireflektierendem Material aufgebracht werden, um die Effizienz der Sonnenlichtaufnahme zu verbessern und Oberflächenreflexionen zu verringern, die andernfalls die von den Solarzellen eingefangene Energie reduzieren könnten.

Auf der Rückseite der Photovoltaikzellen wird eine Folie aus wasserdichtem und isolierendem Material angebracht, die die Zellen vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und Witterungseinflüssen von der anderen Seite des Panels schützt. Schließlich werden Kabel und elektrische Anschlüsse an die Solarzellen angeschlossen, um den vom Solarmodul erzeugten Strom zu einem ein Speichersystem oder ein Verteilungs- und Endverbrauchersystem.

Wie ein Solarmodul funktioniert

Da Sie nun wissen, wie ein Solarmodul aussieht und welche Typen es gibt (in der Tat, wir haben diesem Thema einen eigenen Artikel gewidmet) ist es an der Zeit zu verstehen wie eine Photovoltaikanlage funktioniert.

Geschichte der Solarenergie

Bevor wir uns damit befassen, sollten Sie wissen, dass die Entdeckung der Kraft des Sonnenlichts zur Energieerzeugung nicht neu ist. Im 7. Jahrhundert v. Chr. nutzten die Menschen das Sonnenlicht, um Feuer zu entfachen, indem sie die Sonnenstrahlen von glänzenden Gegenständen reflektierten. Die Griechen und Römer verwendeten im 3. Jahrhundert v. Chr. Sonnenspiegel, um bei religiösen Zeremonien Fackeln zu entzünden.

1839 entdeckte der junge französische Physiker Edmond Becquerel im Alter von nur 19 Jahren den photovoltaischen Effekt, als er mit einer Zelle experimentierte, die aus Metallelektroden in einer leitenden Lösung bestand. Er stellte fest, dass die Zelle mehr Strom erzeugte, wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt war: Es war die erste photovoltaische Zelle! Die Photovoltaik-Technologie machte 1954 große Fortschritte, als Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson die erste Solarzelle entwickelten, die in der Lage war, genügend Sonnenenergie zu absorbieren und umzuwandeln, um unsere täglichen Geräte zu betreiben.

Seitdem haben sich die Technologien weiterentwickelt, um der wachsenden Nachfrage nach Energie gerecht zu werden. Wie funktioniert ein Solarmodul heute?

Moderne Sonnenkollektoren

Ein Solarmodul funktioniert durch einen Prozess, der als photovoltaischer Effekt bekannt ist und in den bereits vorgestellten photovoltaischen Zellen abläuft. Wenn Sonnenlicht auf eine Fotovoltaikzelle trifft, übertragen die im Licht enthaltenen Photonen Energie auf die Elektronen im Halbleitermaterial der Zelle, in der Regel kristallines Silizium.

Durch diesen Prozess werden die Elektronen angeregt, so dass sie gezwungen sind, sich innerhalb des Halbleitermaterials zu bewegen. Aufgrund der besonderen Struktur der Zelle sind die angeregten Elektronen gezwungen, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen, wodurch eine elektrische Potenzialdifferenz zwischen den beiden Seiten der Zelle entsteht. Diese Potentialdifferenz erzeugt einen elektrischen Gleichstrom, der gesammelt und genutzt werden kann. Elektrische Kabel und Stecker, die mit den Photovoltaikzellen verbunden sind, leiten diesen elektrischen Strom aus dem Solarmodul heraus, wo er in ein Speichersystem geleitet oder direkt zur Stromversorgung elektrischer Geräte verwendet werden kann.

Dieser Gleichstrom wird dann von einem Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt, so dass er mit elektrischen Haushalts- und Industriegeräten kompatibel ist.

Selbst bei bewölktem Himmel ist es möglich, Solarenergie zu erzeugen, wobei die erzeugte Energiemenge von der Menge und Qualität des verfügbaren Sonnenlichts sowie von der Größe, der Anzahl und dem Standort der Solarmodule abhängt.

Gibt es auch thermische Solaranlagen?

Wenn Sie sich für erneuerbare Energien interessieren und sich für eine umweltfreundlichere Zukunft einsetzen, haben Sie wahrscheinlich auch schon von thermische Solaranlagen, die sich von Photovoltaikmodulen unterscheiden. Solarthermische Kollektoren erzeugen Wärme direkt aus dem Sonnenlicht, um Wasser oder andere Flüssigkeiten zu erhitzen.

Sie bestehen aus einer Reihe dünner Rohre, die in der Regel aus Kupfer oder Aluminium gefertigt sind., die auf einer ebenen Fläche angeordnet und mit einem robusten Klarglas abgedeckt sind.

Die Funktionsweise von Solarkollektoren ist ganz einfach: Wenn das Sonnenlicht auf die darunter liegenden Rohre trifft, absorbieren diese die Wärme und geben sie an das Wasser oder die Flüssigkeit im Inneren weiter. Diese Flüssigkeit erwärmt sich und wird dann durch ein Rohrsystem zu einem Speichertank oder Verteilersystem gepumpt, um Gebäude, Schwimmbäder oder Brauchwasser zu heizen.

Solarthermische Kollektoren sind eine effiziente und nachhaltige Lösung zur Nutzung der Sonnenenergie für thermische Zwecke, die die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert und zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beiträgt.

Schlussfolgerungen

Solarenergie ist eine saubere und nachhaltige Quelle, die die Energie der Sonne zur Erzeugung von nutzbarem Strom und Wärme nutzbar macht. Trotz bescheidenem Wachstum im Jahr 2023, Die Prognosen für 2024 sind vielversprechend, mit einem geschätzten Anstieg von etwa 50 Terawattstunden (TWh) aufgrund der raschen Installation großer Solar-PV-Kapazitäten. Im Jahr 2023 wurde mit über 14 GWDC ein Rekordanstieg der PV-Kapazitäten verzeichnet, die hauptsächlich auf Dächern installiert wurden, und für 2024 wird ein ähnlicher Trend erwartet. Dieser Energieboom in Verbindung mit einer stabileren Atomenergieproduktion deutet auf einen deutlichen Rückgang der Nutzung fossiler Brennstoffe und auf eine Europäische 2030-Klimaziele.

Das Wachstum der erneuerbaren Energien scheint in der Lage zu sein, den Energiebedarf Europas zu decken, die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Quellen zu verringern und zu den Dekarbonisierungszielen beizutragen. Mit innovativen Lösungen wie den von Heiwit vorgeschlagenen, die den Unternehmen wirtschaftliche Anreize für die’Installation von Fotovoltaikanlagen auf Dächern, wir sind Zeugen eines Wandels hin zu einer nachhaltigeren und grüneren Energiezukunft. Möchten Sie Teil dieses Wandels sein? Dann zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.