Solarzellen, Materialien und Konzepte
Diese Umwandlung kann durch verschiedene Konzepte erreicht werden. Wenn die Lichtabsorption durch hochabsorbierende organische Verbindungen erfolgt, spricht man von „organischen Solarzellen“. Licht kann aber auch von einer elektrochemischen Farbstoff- Solarzelle absorbiert werden. Das am häufigsten verwendete Material sind die Halbleiter, zum Beispiel Silizium (Si), Germanium (Ge). Die Halbleiter-Solarzellen sind derzeit am besten erforscht und besitzen den weitaus größten Marktanteil. Silizium stellt mit nahezu 99 Prozent den wichtigsten Rohstoff für die Fertigung der Solarzellen dar.
Solarzellen und ihre Funktion
Die Solarzellen bestehen aus zwei Siliziumschichten, die unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen. Am Übergang der beiden Schichten entstehen bei Sonneneinstrahlung ein elektrisches Feld. Aus diesem kann Strom entnommen werden.
Solarzellen und Solaranlage
Die Photovoltaik und die Solarthermie werden aufgrund knapper und damit teurer werdenden Ressourcen, zunehmend interessanter. Beim Bauen mit Solar können wir die Solarenergie direkt auf zweierlei Weisen nutzen: zum einen mit der Photovoltaik, der solaren Stromerzeugung und zum anderen durch die Solarthermie, die die Nutzung der Strahlungswärme für Heizung und Wassererwärmung ermöglicht. Mehrere aneinander angeschlossene Solarzellen bilden ein Photovoltaik- bzw. „Solar-Modul“. Mit einem Wechselrichter lässt sich der, mit Hilfe der Solarzellen erzeugte Gleichstrom, für Verbrauchsgeräte mit 230 Volt Wechselspannung nutzbar machen. Solarkollektoren sind Bauelemente in Solaranlagen, die die Strahlungsenergie der Sonne in nutzbare Wärme für die Erwärmung des Trinkwassers und für die Heizung der Räume umwandeln. Das Kernstück eines Kollektors ist der „Absorber“. Über eine Trägerflüssigkeit nimmt er die einfallende Sonnenstrahlung auf. Diese Absorberflüssigkeit besteht aus Wasser und Frostschutzmittel, die das Einfrieren im Winter verhindert. Das erwärmte Gemisch zirkuliert zwischen dem Kollektor und dem Wärmespeicher. Die Zirkulation durch die Rohre der Solaranlage geschieht durch eine Umwälzpumpe. Sie wird in Regelkreis elektronisch gesteuert, das heißt, sie startet, wenn die Temperatur in den Kollektoren höher steigt als die Temperatur im Waserspeicher ist (Höchstemperatur noch nicht erreicht). Die Speicherwärme wird über einen sogenannten „Wärmeaustauscher“ an das Brauchwasser abgegeben. Fast eine Million Solarkollektor-Anlagen arbeiten nach diesem System. Daraus lässt sich ableiten, dass die solare Erzeugung von Wärme, im Verhältnis zur Stromerzeugung mit den ca. 300.000 Photovoltaik-Anlagen, eine deutlich höhere Anwendung findet. Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass Solar Energie sehr viel verträglicher für alle Verbraucher, Mann und Frau oder Mutter und Kind ist, als viele andere Energien.