Energie aus der Sonne „Photovoltaik“

Als regenerative oder erneuerbare Energien bezeichnet man Energiequellen oder Energieträger,die sich auf natürliche Weise in menschlichen Zeitmaßstäben erneuern. Zu Ihnen zählen :

Wind Wasser Biomasse Solarenergie Erdwärme

(Windkraftanlagen) (Strömungs-und Gezeitenkraftwerk) (Verbrennung,Vergärung,Vergasung) (Sonnenenergie) *

Im Gegensatz dazu stehen fossile Energieträger wie: Kohle Erdöl Erdgas Uran(Atomkraftanlagen)

Das Energiepotential,das die Sonne liefert, ist praktisch unerschöpflich,zumindest für die nächsten 4 Milliarden Jahre. Die Menge solarer Energie,die auf der Erde ankommt, übersteigt den täglichen Verbrauch um das 10 000-15 000 fache. Ein Indikator für die Nutzung der Sonnenenergie ist die Globale Einstrahlung. Sie beträgt in Mitteleuropa 1000W/m². Aktiv kann dieses Potential durch

Photovoltaik und Thermische Solaranlagen genutzt werden.

Henry Becquerel entdeckte 1839 den Photoeffekt.Aktiv wurde die Errungenschaft erst in der Neuzeit eingesetzt. Die ersten Solarzellen aus Silizium mit einem Wirkungsgrad von 6% wurden in den 50er Jahren des 20.Jahrhunderts von dem US-Konzern Bell hergestellt. Das Einsatzgebiet dieser Technik war damals vornehmlich der Raumfahrt vorbehalten. Ein gesteigertes Umweltbewusstsein,ausgeräumte Skepsis bezüglich der Sonneneinstrahlung in Mitteleuropa,sowie der Ölschock in den 70er Jahren forcierten die Entwicklung dieser Technik. Mit Wirkungsgraden bis 17%und gefallener Preise durch Massenproduktion ist die Photovoltaik (griechisches Wort für Licht und des Physikers Volta)heute eine nicht mehr wegzudenkende Technik.

Aus was besteht eine Solarzelle? • Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. • Halbleiter sind Stoffe die unter zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden. • Über 95% aller produzierten Solarzellen bestehen aus dem Halbleitermaterial Silizium.Es bietet den Vorteil das die Verarbeitung umweltverträglich ist und es als zweithäufigstes Element der Erdrinde fast unbegrenzt zur Verfügung steht.

Wie funktioniert eine Solarzelle? •

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Prinzipieller Aufbau Einer Solarzelle

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Bei der Herstellung einer Solarzelle wird das Silizium „dotiert“,d.h.es werden chemische Elemente eingebracht.Wird die eine Seite der Zelle mit Phosphoratomen dotiert entstehen frei bewegliche negative Ladungsträger(Elektronen)da Phosphoratome ein Elektron mehr besitzen als ein Siliziumatom.Dieses Elektron ist bestrebt ein Atom zu finden welches einen freien Elektronenplatz aufweist.In unserem Fall ist dies das 3wertige Bor welches auf der anderen Seite der Zelle eingebracht wird. Eine fertige Solarzelle besitzt auf der Ober-und Unterseite Metallkontakte.Werden diese elektrisch verbunden können sich die Elektronen austauschen. An der Grenzschicht der beiden verunreinigten Siliziumscheiben entsteht eine Spannung von ca.0,6V.

Zelltypen,Wirkungsgrad,Beschichtung • Wir unterscheiden 3 Zelltypen Monokristallines Silizium 14-17% Wg Polykristallines Silizium 13-15% Wg Amorphes Silizium 5-7% Wg Um Verluste durch Wärmeabstrahlung zu vermindern,sind hoch Effiziente Absorber mit einer Beschichtung aus Schwarzchrom oder Schwarznickel versehen.Diese ermöglicht die Aufnahme eines hohen Anteils der kurzwelligen Sonnenstrahlung –gleichzeitig wird die Abstrahlung der langwelligen Wärmestrahlung reduziert.

Komponente einer Photovoltaikanlage • Eine Photovoltaikanlage besteht aus relativ wenigen Bausteinen,ist sehr robust und hat eine lange Lebensdauer. Wechselrichter

Solargenerator

Datenlogger Datenübertragung mittels Powerline

Großdisplay Wird über den Einspeisezähler oder Datenlogger angesteuert

Schrägdachmontage

Inndachmontage

Flachdachmontage

Montagearten

Flachdachwanne

Planung der Anlage Standort: Eine Solaranlage sollte nach Süden ausgerichtet sein und einen Neigungswinkel von 30°haben. Ganz wichtig ist es das die Anlage nicht beschattet wird.(Bäume,Gebäude usw.) Auf-oder Inndachmontage evtl.Flachdachmontage. Können Architektonische Komponente berücksichtigt werden? Ist die Statik geklärt.Modulabstand berücksichtigen.(Wichtig bei Flachdächern)

Sonstige Fragen: Anschlussbedingungen beim zuständigen Elektrizitätswerk erfragen. Blitzschutz Evtl.Baugenehmigung(Altstadtverordnungen der Gemeinden). Soll die Anlage Gewerblich genutzt werden. Fördermöglichkeiten.

Bei der Zusammenschaltung Von Solargeneratoren treten je nach Anlagengröße hohe Spannungen auf.

Die Montage sollte daher unbedingt dem elektrotechnischen Fachpersonal vorbehalten sein.

Ausblick Die Photovoltaik wird ihren Weg gehen. Wenn die heutigen Steigerungsraten der installierten Anlagen hauptsächlich auf Förderungen veschiedenster Art zurückzuführen sind,so wird bei gefallenen Kosten und größeren Wirkungsgraden der Module die Photovoltaik eine noch größere Rolle in unserer Energieversorgung spielen. Allerdings wird sie die Energieproblematik im ganzen nicht lösen können.

Ausblick Auch die Ölmultis haben den Ernst der Lage erkannt. In anbetracht der zu neige Gehenden Ölvorräte steigen Sie massiv in die Produktion von Solarzellen ein.Ob Shell oder BP es gilt sich einen großen Teil des Kuchens zu sichern.

Noch ein Wort zu den Fördermöglichkeiten Gesetzlich vorgeschriebene Einspeisevergütung „Erneuerbare –Energien-Gesetz“

Kommunale Förderprogramme Förderprogramme der Netzbetreiber Neuanlagen ab 01.01.2003 45,7 Cent/kWh Neuanlagen ab 01.01.2004 43,4 Cent/kWh

Zinsverbilligte Darlehen Örtliche Banken oder Kreditanstalt für Wiederaufbau (100000 Dächer Solarstromprogramm)

Internetadressen Solarfoerderung.de dgs-solar.org Sonnenenergie.de

Kosten für eine 2 KWp Anlage Solarmodule ca.8500 € Wechselrichter ca.1200 € Montage ca.5000 € (Netzzugang,verschiedene Montagesysteme, Installationsmaterial)

Solarstromanlage Gymnasium Technische Daten: Leistung: 63,24 KWp 390 Module 470 m² Modulfläche 22 Wechselrichter Ca.57.000 KWh Stromertrag Entspricht dem Jahresstromverbrauch von 16 Einfamilienhäuser. CO² Verminderung ca.38,5t Baukosten 400.000 Euro

Photovoltaikanlagen in Gengenbach Ramona Schöning Am Eckle 1 6,21 KWp

Ev.Kirchengemeinde Kirchendach 7,92 KWp Isofoton 110W

Ev.Kirchengemei nde Kirchendach 7,92 KWp

H.J.Knoll Am Knotzbühl 8 1,44 KWp

Franz Armbruster Schwärzenbach 5 7,92 KWp

Ralph Berger Am Eckle 2 6,72 KWp

Konrad Schilli Fußbach 12 9,288 KWp Klaus Willmann Reichenbachtal 57

Barbara Veit Am Eckle 12 1,15KWp

Schaub Otto Flößerstraße 5 5,27KWp

Rieg Fritz Scheffelstraße 4 3,64 KWp Späth Werner Mittelbach 13 3,74 KWp

STW/Unit Freizeitzentrum 2 KWp Fa.Spitzmüller Brambachstraße 12 2,38 KWp

Die Stadtwerke Bedanken sich für Ihr Interesse und wünscht Ihnen noch einen Informativen Tag.