Die Seminararbeit befasst sich mit dem Thema der Energiegewinnung durch die Sonnenstrahlung. Hierbei wird nicht nur Rücksicht Photovoltaik genommen, sondern auch Aspekte der Solarthermischen Energiegewinnung berücksichtigt.
So werden auch Parabolrinnenkraftwerke, Solarstürme und Aufwindkraftwerke genannt. Außerdem beschäftigt sich ein großer Teil mit der Herkunft der Strahlung, deren Verarbeitung und deren Nutzung. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf den Photovoltaikanlagen, zu welchen auch mehrere Experimente durchgeführt wurden, um vor allem den Wirkungsgrad zu testen.
Gliederung
Inhalt
1 Energie von der Sonne: Gestern schon, heute noch und morgen immer noch
2 Solarenergie
2.1 Vorhandenes Potential in Deutschland
2.2 Strahlungsintensität in Deutschland
2.3 Direkte und diffuse Strahlung
3 Arten von Solarkraftwerken
3.1 PV-Anlage
3.1.1 Aufbau und Funktion kristalliner Solarzellen
3.1.2 Wirkungsgrad
3.1.3 Spektrum der Solarzelle
3.1.4 Nutzung in Deutschland
3.1.5 Produktion pro Jahr und installierte Leistung
3.1.6 Verschiedene Arten
3.1.7 Vor- und Nachteile
3.1.8 Private Nutzung
3.2 Solarthermie
3.2.1 Nicht konzentrierte Solarthermie
3.2.2 Konzentrierte Solarthermie
4 Weltweites Entwicklungspotential
5 Literaturverzeichnis
6 Anhang
6.1 Versuchsprotokoll
6.1.1 Schaltskizzen Versuche.
1 Energie von der Sonne: Gestern schon, heute noch und morgen immer noch
Die Treibhausgase werden nicht weniger, es fahren immer mehr Benzin- oder Dieselautos, die Wirtschaftslobbyisten wollen nicht nachgeben, die ölfressenden Firmen werden nicht geschlossen und der Planet erwärmt sich stetig! Die Folgen davon sind unter anderem Überschwemmungen, Dürren, nasse Winter und orkanartige Stürme. Da wir als Menschen, die dafür verantwortlich sind, die einzigen sind, die den Klimawandel noch aufhalten kön- nen, sollten wir nicht alles beim Alten belassen und hoffen, dass sich etwas ändern wird, sondern aktiv dazu beitragen, dass sich was ändert! Eine der vielen Möglichkeiten, die wir haben, um den Klimawandel zu verlangsamen, ist, unsere Energieversorgung auf grünen und klimaverträglichen Strom umzustellen. Dies kann unter anderem mit dem Ausbau von Solaranlagen, insbesondere der Photovoltaik geschafft werden. Da Photovoltaik-Anlagen sehr kompliziert aufgebaut sind, und die Akzeptanz bei vielen Deutschen immer noch fehlt, soll im Folgenden erklärt werden, wie Photovoltaik-Anlagen und andere Solarkraftwerke funktionieren, warum ausgerechnet der Ausbau von Photovoltaik-Anlagen so wichtig ist, und warum es sich auch in Deutschland lohnt, eine Photovoltaik-Anlage zu bauen, obwohl der Standort nicht ideal ist. Um dies zu tun wird die Seminararbeit sich mit dem Thema der Photovoltaik besonders befassen, und dabei auf die aus den Versuchen gewonnenen Er- gebnisse zurückgreifen. Zudem werden auch noch kurz die anderen Möglichkeiten der Nut- zung der Sonne dargestellt.
2 Solarenergie
Als Solarenergie bezeichnet man im Allgemeinen alle Energie, die von der Sonne auf die Erde trifft. Die so genannten Lichtquanten sind Grundlage für alles Leben auf der Erde, sie werden von Menschen und Pflanzen genutzt. So viel Energie wie von der Sonne täglich die Erde erreicht, kann jedoch von uns und den Pflanzen nicht einmal ansatzweise genutzt werden. Aber es wäre schade, diese Unmengen an Energie (ca. 1,0×10 18 kWh/Jahr = 1
Trillion Kilowattstunden pro Jahr) (vgl. [PHO1]) ungenutzt zu lassen (Abbildung 1). Nach- dem Alexandre Edmond Becquerel im Jahr 1839 (vgl. [PHO2]) festgestellt hat, dass durch Bescheinen mit Licht die Spannung in elektrochemischen Batterien erhöht werden kann, und dies wenig später auch bei dem Halbleiter Selen festgestellt wurde, war der Grundstein für das gelegt, was heute jeder als Photovoltaik kennt. Diese Technik ist heute eine der am weitesten verbreiteten Methoden, die unglaublich große Energie, die wir täglich von der Sonne bekommen, wenigstens ein bisschen zu nutzen. Sogar in Deutschland ist die Ener- gie, die uns von der Sonne erreicht, unvorstellbar groß. Mit einer jährlichen Strahlungsener- gie von 900 – 1 200 kWh/m² und einer Fläche von 357 340 km² ergibt sich eine durch- schnittliche Energie von 0,375 ڄ 10 15 kWh/Jahr. Diese Energie produziert das Atomkraft- werk Gundremmingen in mehr als 32 000 Jahren nicht. Das sollte also genug Ansporn sein, zumindest einen winzigen Teil dieser Energie zu nutzen!
(Vgl.: [PHO1], [PHO2], [ERN], [GES])
Schwarz Æ Kohle Grün Æ Erdgas Orange Æ Erdöl Rot Æ Uran
Blau Æ jährlicher Energieverbrauch Weltweit
Gelb Æ jährliche Sonneneinstrahlung
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Verteilung der fossilen Energieträger im Vergleich zu der jährlichen Solarenergie
2.1 Vorhandenes Potential in Deutschland
Um das vorhandene Potential (M) in Deutschland zu erkennen, muss man sich viele ver- schiedene Faktoren anschauen. Der wichtigste dieser Faktoren ist die jährliche Globalstrah- lung (E). Gemeint ist damit die Energie, welche uns in einem Jahr von der Sonne zur Ver- fügung gestellt wird. Dabei ist zu beachten, dass es in Deutschland sehr unterschiedliche Strahlungszonen gibt (Vgl.: [SON_D] Karte, [PVS4]), was mit der Abflachung der Erde in Richtung Pole zu tun hat. Aber als mittleren Durchschnittswert kann man mit 1050 kWh/m² rechnen. Des Weiteren muss man die zur Gewinnung von Solarenergie nutzbare Fläche in Deutschland (Anutzbar) beachten, die sich mit Ausschluss von Wäldern, Gewässern, Straßen und Naturschutzgebieten/Denkmälern auf ca. 200 000 km² beläuft. Um nun auf das vorhan- dene, und tatsächlich auch nutzbare Potential in Deutschland zu kommen, muss man die Fläche mit der jährlichen Globalstrahlung multiplizieren, womit man auf einen Wert von 2,1 ڄ
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Es müssen noch weitere Abstriche vorgenommen werden, da in dem Fall bestimmte Rege- lungen zur Abstandhaltung, der Wirkungsgrad der Solarzelle (siehe S. 12) Verschattung und Nordhänge nicht miteinbezogen wurden. Mit all diesen Abstrichen und noch weiteren, in dieser Rechnung nicht berücksichtigte Faktoren, ergibt sich die ungefähre Solarenergie die wir nutzen können. Um diese Werte genauer zu berechnen, muss man sich aber vor allem die Globalstrahlung in Deutschland genauer anschauen, welche auch im nächsten Unterpunkt erläutert und veranschaulicht wird.
2.2 Strahlungsintensität in Deutschland
Die Strahlungsintensität beschreibt die Energie, die pro Fläche und Zeit eingestrahlt wird.
Dieser Zusammenhang kann mit folgender Formel dargestellt werden:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
S. 14), wobei S für die Strahlungsintensität steht, E für die Energie (Globalstrahlung), A für die Fläche, auf der die Einstrahlung gemessen wird, und t für den Zeitraum der Messung. Der Wert von E ist aber für jede Region unterschiedlich, da durch die Erdkrümmung jeweils ein anderer Einstrahlungswinkel vorhanden ist, und somit die Strahlung nicht so kompakt auf die Erde auftrifft (Vgl.: [SON_D] Karte, [PVS4]). Daher ist die Variable E die entschei- dende Variable, um bei der Berechnung der Strahlungsintensität einen genauen Wert her- aus zu bekommen.
Für Berlin ergibt sich zum Beispiel eine Strahlungsintensität von knapp 20 kWh/m² im Ja- nuar, im Juni hingegen von mehr als 160 kWh/m² (Vgl.: [QUA1] S. 68). Um den Unterschied von Nord nach Süd zu verdeutlichen, kann man sich noch die Daten von Almería (Spanien) anschauen: Januar: 88 kWh/m2 und Juni: 242 kWh/m2 (Vgl.: [QUA1] S. 68). Will man nun die potentiell nutzbare Leistung pro Quadratmeter berechnen, muss man neben den Wer- ten aus der obigen Gleichung, welche auch aus dem planckschen Spektrum (Abbildung 2) hervorgehen, auch noch die Werte aus einem Diagramm beachten, welches die Spektral- verluste der Solarzelle in Abhängigkeit von der Wellenlänge zeigt (Abbildung 4). Durch Ver- rechnen dieser beiden Spektren mit der Formel Pn = ϵ(λ)۪ S(λ) ڄ UN ڄ λ, lässt sich die poten- tiell nutzbare Leistung auf dem Raum A berechnen.
Hierbei beschreibt Pn die potentiell nutzbare Leistung, ϵ(λ) die Strahlungsintensität in Ab- hängigkeit von der Wellenlänge, S(λ) die Stromstärke, die ein Solarmodul pro eingestrahl- tes Watt in Abhängigkeit von der Wellenlänge wiedergibt, UN die Nennspannung des Solar- moduls und λ die Intervalllänge, in welcher die Werte von dem Graphen abgelesen wurden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: Spektrum außerhalb der Atmosphäre (AM0) im Vergleich mit dem planck‘schen Spektrum.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 3: Spektrum außerhalb der Atmosphäre (AM0) im Vergleich mit dem Spektrum auf der Erdoberfläche (AM1,5).
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Abbildung 4: Stromgewinn versch. Solarzellen in Abhängigkeit der Wellenlänge.
Für Berlin lassen sich so folgende Werte errechnen:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Diese Werte lassen sich nicht auf andere Städte übertragen, da das Spektrum der Sonne je nach geografischer Breite anders ausschaut, und sich damit auch die Werte ändern. Un- gefähr lässt sich jedoch sagen, dass ein monokristallines Silizium Solarmodul mit einer Nennspannung von 12 V und einer Größe von einem Quadratmeter in Berlin bei wolkenlo- sen Himmel pro Sekunde eine Leistung von ca. 3,5 kW abgibt.
2.3 Direkte und diffuse Strahlung
Bei diesem Wert lassen sich zwei Arten der Strahlung unterscheiden. Zum einen gibt es die direkte Strahlung, womit man alles bezeichnet, was an Strahlung ungehindert auf der Erde auftrifft, sprich die Sonnenstrahlen, die wir an einem wolkenlosen Tag feststellen können. Diese Strahlung bringt den höchsten Ertrag bei einer Photovoltaik-Anlage, da die Photonen direkt und ohne Energieverluste durch Ablenkung oder Absorption auf die Photovoltaik-An- lage auftreffen. Der andere Teil des Sonnenlichts, das auf die Erde trifft, ist die diffuse Strahlung. So wird alles Licht bezeichnet, welches uns jeden Tag trifft, also auch wenn es bewölkt ist oder regnet. Diffuse Strahlung wird durch die Wolken teilweise absorbiert oder aber von reflektierenden Flächen, wie Eis oder Wasser zurückgeworfen. Das erklärt nun auch, warum die PV-Anlagen zwar deutlich weniger, aber auch bei schlechtem Wetter Strom produzieren. Abbildung 5 verdeutlicht den visuellen Unterschied zwischen direkter und diffuser Strahlung.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 5: Unterschied zwischen direkter und diffuser Strahlung.
In Deutschland beträgt das Verhältnis von direkter und diffuser Strahlung ca. 1:1,1. Dieser Wert kann aber je nach Standort variieren, da die Strahlungsart u.a. vom Grad der Bewöl- kung, und der Reflexion abhängt, und es nicht überall in Deutschland oder der Welt gleich
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Tabelle 1: Werte von direkter und diffuser Strahlung in unterschiedlichen europäischen Städten.
Aus dieser Tabelle lässt sich zum Beispiel ein direkt-diffus Verhältnis von 1:1,6 für Bergen herauslesen, was sich sehr von dem 1:0,3 Verhältnis von Almería unterscheidet. Auch die Kugelform der Erde trägt dazu bei, dass in südlicheren Regionen bei der direkten Strahlung höhere Wertegemessen werden können. Das hängt damit zusammen, dass die Intensität der Sonnenstrahlen am Äquator deutlich höher ist, was zu einer erhöhten Produktion der Solaranlagen führt. Berechnungen zur direkten und diffusen Strahlung sind sehr schwer und komplex, weswegen sie hier nicht aufgeführt werden.
3 Arten von Solarkraftwerken
Die bekannteste und am weitesten verbreitete Art der Solarkraft sind natürlich die Photo- voltaik-Anlagen. Diese meist blauen Rechtecke auf den Dächern von Deutschland tragen inzwischen schon merklich zu der deutschen Stromproduktion bei. Hierbei wird die Lich- tenergie des Sonnenlichts genutzt und in elektrische Energie umgewandelt. Doch neben den bekannten Photovoltaik-Anlagen gibt es auch noch weitere Möglichkeiten, die Sonnen- energie zu nutzen. Eine von diesen Möglichkeiten befasst sich ebenfalls damit, die Energie der Sonne direkt in elektrische Energie umzuwandeln, während dagegen drei Weitere die Wärme der Sonne nutzen und sie an ein Transportmedium weitergeben, das dann entwe- der eine Heizung betreibt oder Wasser erwärmt. Diese Art der Nutzung findet aber nur in kleinen Bereichen, wie zum Beispiel in privaten Haushalten oder kleineren Firmen statt. In größerem Maßstab kann man den erzeugten Dampf jedoch auch dazu verwenden, Turbi- nen anzutreiben und damit wiederum elektrische Energie zu generieren.
Alles in allem gibt es fünf verschiedene Arten, die Sonnenenergie zu nutzen: Photovoltaik, Solarthermie, Aufwindkraftwerke, Parabolrinnenkraftwerke und Solarturmkraftwerke. Diese sollen im Folgenden genauer beschrieben werden.
3.1 PV-Anlage
Die PV- oder auch Photovoltaik-Anlage ist in Deutschland die am weitesten verbreitete Art und Weise, Energie aus der Sonne zu gewinnen. Inzwischen ist fast in jedem zehnten Haushalt eine Photovoltaik-Anlage im Einsatz. Insgesamt decken sie rund 6% (vgl. [STA1]) des deutschen Stromverbrauchs. Damit ist die Solarenergie, welche durch PV-Anlagen ge- nutzt wird, eine der zentralen Stützen in der Energiewende und somit auch eine zukunfts- weisende Technologie.
Diese Technologie sollte nach Möglichkeit so weiterentwickelt werden, dass man damit in Zukunft nicht nur 6% des deutschen Stromverbrauchs decken kann sondern um einiges mehr. Doch die Weiterentwicklung der Solarzelle ist sehr schwierig, aufwendig und kosten- intensiv. Im Weiteren soll zuerst die grundlegende Technologie erfasst werden, und ver- standen werden, wie die Stromproduktion in Solarzellen funktioniert, was die Solarzelle da- ran hindert, 100% ihrer Leistung abzugeben und durch welche Faktoren eine niedrigere „Stromernte“ beeinflusst wird.
3.1.1 Aufbau und Funktion kristalliner Solarzellen
Aufbau:
Ein Großteil der heute verkauften Solarzellen besteht aus hochreinem, kristallinem Silizium. Dies ist ein auf der Erde sehr häufig vorkommendes Material, das aus Quarzsand gewon- nen und durch chemische Prozesse zu metallischem Silizium verarbeitet wird. Um daraus nun kristallines Silizium zu gewinnen, muss man das Silizium bei ca. 1400 °C schmelzen. Je nachdem, wie man das Silizium abkühlen lässt, erhält man entweder monokristallines Silizium oder polykristallines Silizium. Der Unterschied zwischen den beiden ist erst nach dem Zersägen in 0,3 mm dicke Scheiben (Wafer) zu erkennen. Bei der polykristallinen So- larzelle kann man deutlich unterschiedlich blau gefärbte, Kristalle erkennen, die an die ty- pische Eisblumenstruktur erinnern. Im Gegensatz dazu ist die monokristalline Zelle einheit- lich und eher schwarz gefärbt. Beide werden mit Bor und Phosphor verunreinigt um eine sogenannte Raumladungszone zwischen positiver (p) und negativer (n) Schicht zu schaf- fen. Diese Raumladungszone befördert die Elektronen oder Löcher in den n- bzw. den p- Bereich der Solarzelle. Um nun die angehäuften Ladungen nutzen zu können, müssen an der Vorder- und Rückseite der Solarzelle elektrische Kontakte angebracht werden. Dabei wird meist die Rückseite komplett bedeckt, während auf der Vorderseite ein dünnes Gitter aus elektrischen Leitungen angebracht wird, damit die Photonen trotzdem noch auf der Solarzelle auftreffen können. (Vgl.: [PVS5, 11], [PHO1], [KAS], [SFV])
Die nachfolgende Abbildung zeigt einen schematischen Aufbau der PV-Module.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 6: Schematischer Aufbau einer Solarzelle mit Wirkung der Photonen auf die Elektronen.
Funktion:
Das Funktionsprinzip der Solarzelle basiert auf dem photovoltaischen Effekt, welcher 1839 von Alexander Becquerel entdeckt wurde. Nach diesem Prinzip werden Elektronen durch die Einstrahlung von Photonen aus ihrem Verbund gelöst, die dadurch entstehenden nega- tiven Ladungen verteilen sich und eine Spannung entsteht. Bei Solarzellen würde das nun heißen, dass die Photonen Energie aufbringen müssten, um ein Elektron aus dem Kristall- gitter des Siliziums zu lösen. Doch durch die vier Valenzelektronen, welche das Silizium besitzt, entsteht ein sehr stabiles Atomgitter mit starken Bindungen. Aus einer so starken Bindung lassen sich nur sehr schwer und mit hohem Energieaufwand Elektronen lösen. Um die nötige Energie nun zu verringern, kann man das Silizium verunreinigen, was man auch dotieren nennt (Abbildung 7). Bei diesem Vorgang wird das Silizium gezielt mit Atomen verunreinigt. Diese Atome besitzen die Eigenschaft, entweder ein Valenzelektron weniger als Silizium (Bor) oder eines mehr (Phosphor) zu haben. Fügt man diese Atome nun in ein Siliziumgitter ein, ist entweder ein Elektron zu viel (n-Dotierung) oder eines zu wenig (p- Dotierung). Bei einer Solaranlage werden die p- und n-Schicht kombiniert. Bei dieser Kom- bination entsteht zwischen der p- und n-Schicht ein p-n-Übergang, da sich die zu vielen Elektronen aus der positiv geladenen p-Schicht mit den fehlenden Elektronen aus der ne- gativ geladenen n-Schicht ausgleichen. In dieser sogenannten Raumladungszone (Abbil- dung 8) entsteht ein inneres Feld, das die beiden Schichten voneinander trennt. Trifft jetzt ein Photon auf diese Gebilde, wird es von der n-Schicht durchgelassen, trifft auf die Raum- ladungszone und löst ein Elektron aus dem Gitter. Das Elektron wird in Richtung des posi- tiven Pols gezogen und das entstehende „Loch“, mit entgegengesetzter Ladung wandert an den negativen Pol. Die Raumladungszone verhindert somit die Rekombination des durch Lichtenergie getrennten „Elektronen-Loch-Paars“. Jetzt bewegt sich das Elektron auf die positiv geladene Abgreifelektrode zu, kann dort aufgenommen werden und wandert durch die Leitung an den negativen Pol der Solarzelle, wo ein „Loch“ auf sein Elektron wartet. Durch das Wandern durch die Leitung hat das Elektron zum Stromfluss beigetragen, und die überflüssige Energie, welche es von dem Photon bekommen hat, an den Verbraucher abgegeben. Wenn das Photon allerdings außerhalb des Wirkungsbereichs des elektrischen Feldes der Raumladungszone auftrifft, werden zwar Elektron und Loch durch den inneren Photoeffekt (Abbildung 9) getrennt, können aber nicht mehr auseinandergezogen werden, da das elektrische Feld in dem Bereich nicht mehr stark genug ist, und die entgegengesetz- ten Ladungen rekombinieren. (vgl.[PVS1,5,9,12], [PHO2], [HAL], [KAS], [DOT], [SFV])
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 7: N-dotierung (links) und p-dotierung (rechts) eines Siliziumkristalls
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 8: Raumladungszone zwischen p- und n-Schicht, mit dazugehöriger Ladungsverteilung
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 9: Ablauf des Photoeffekts im Siliziumkristall
3.1.2 Wirkungsgrad
Natürlich gibt es wie bei jedem anderen elektrischen Gerät auch bei der Solarzelle einige Faktoren, die bewirken, dass ihr Wirkungsgrad nicht bei 100% liegt, sondern viel niedriger. Bei der Solarzelle belaufen sich diese Faktoren leider nicht auf nur zwei oder gar einen, sondern häufen sich eher, was dann zu einem leider sehr niedrigen Wirkungsgrad von ge- rade einmal ca. 25 % - 40 % (vgl. [PVS8]) bei den besten Modulen unter Idealbedingungen führt. Zudem führt die sogenannte Degradation auch noch zu einer anfänglichen Abnahme nach der Fertigstellung (Vgl.: [PVS8]). Die Faktoren, die die Solarzelle beeinflussen sind u.a. die Verschattung, der Neigungswinkel sowie Reflexion, Absorption und Transmission. Letztere beschreib den Durchgang der Photonen durch das Solarmodul (Vgl.: [PVS7]). Diese Faktoren können allerdings durch clevere Bauweise so gut wie möglich reduziert, und so der Wirkungsgrad der Solarzelle erhöht werden. Zum Beispiel werden die Glas- schichten der Solarzelle nicht perfekt glatt aufgetragen, sondern erinnern eher an die raue Oberfläche einer verputzten Wand. Dadurch wird erzielt, dass die Photonen nicht von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert werden, sondern durch weitere Reflektion an der rauen Oberfläche letztendlich doch in die Solarzelle gelenkt werden (Vgl.: [PHO1] S. 33) (Abbil- dung 10)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 10: Aufspaltung der Photonen beim Auftreffen auf eine glatte Oberfläche (oben) und einer rauen Ober- fläche (unten)
Weitere Änderungen des Wirkungsgrades – unter Einfluss verschiedener Faktoren – lassen sich mit einigen Experimenten ganz gut nachstellen (Vgl. Versuchsprotokoll
3.1.3 Spektrum der Solarzelle
Die Leistung einer Solarzelle ist auch unterschiedlich, je nachdem mit welcher Wellenlänge das Licht auf die Solarzelle auftrifft. Da jedes Photon eine eigene Energie hat, welche von der Wellenlänge abhängt, werden immer unterschiedlich viele Elektronen aus dem Silizium gelöst. Dafür verantwortlich ist die Bandlücke zwischen Valenzband und Leitungsband (Ab- bildung 10). Diese Bandlücke müssen die Elektronen überwinden, um bei dem Stromfluss mitzuwirken. Da die Bandlücke aber in einem bestimmten Material immer die gleiche Größe hat, können nur die Elektronen bei dem Stromfluss mitwirken, welche auch genau diesen energetischen Wert haben. Somit lässt sich je nach Bauart des Moduls (Dotierungsgrad und dotiertes Material) und Lichtquelle eine unterschiedliche Spannung bei unterschiedli- chen Wellenlängen von Licht erkennen. In Experiment „Spektrum“ wurde dies nachwiesen (Vgl.: [PVS7]).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 11: Übergang von Valenzband zu Leitungsband mit Bandlücke dazwischen bei einem Halbleiter
3.1.4 Nutzung in Deutschland
Die Nutzung der Photovoltaik-Anlagen ist in den letzten Jahren drastisch angestiegen. Dies hat unter anderem mit der ständigen Zunahme der Weltdurchschnittstemperatur, aber auch mit den ständig sinkenden Preisen der Photovoltaik-Technologie zu tun. Der Preis pro kWp lag 2011 noch bei 4906 €, ist aber bis 2016 um mehr als die Hälfte gesunken, und kostete damals nur noch 1236 € pro kWp (Vgl. [PRE]). Dieser ständige Preisabfall der Solaranlagen liegt unter anderem auch an der Produktionsweise. Als 1990 zum ersten Mal die Nutzung einer PV-Anlage interessant wurde, war es noch eine mehr oder weniger komplett neue Technologie, die erst erforscht werden musste, aber mit den Jahren immer weiterentwickelt wurde, womit auch die Produktionskosten sanken. Zudem werden die PV-Module heute in Serie produziert, und nicht wie damals einzeln von Anfang bis Ende, was auch zum Preis- verfall beiträgt.
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- Quote paper
- Joshua Zick (Author), 2018, Ist Solarenergie die Zukunft? Untersuchung zu Photovoltaikanlagen und Solarthermie, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/476690
