Glänzende Dächer unter der Sonne – überall sieht man Solarzellen auf Gebäuden. Aber wie funktioniert so eine Solarzelle eigentlich?

Eine Photovoltaikanlagen dient dazu, aus Sonnenstrahlen Strom zu erzeugen. Viele Privathaushalte haben bereits Photovoltaikmodule auf ihren Dächern und auch immer mehr Firmen nutzen die Dachflächen ihrer Industrieanlagen so zur Stromgewinnung.

Der wichtigste Teil der Photovoltaikanlage ist die Photozelle. Wie sie aufgebaut ist, beschreibt Bruno Ehrmeier von der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf: „Man hat hauptsächlich das Material, das das Licht umwandelt, die Photozelle. Man hat eine Glasschicht, eine Schutzfolie, in der der Wafer eingebettet ist (der im Wesentlichen aus Silizium oder einem alternativen Material besteht). Auf der Rückseite befindet sich eine Abdeckungsfolie.“

In den Wafern aus Siliziumkristallen – das sind sehr dünne Platten, auf denen im Fall von Solarmodulen eine photoelektrische Schicht aufgetragen ist – findet die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrisch nutzbaren Strom statt. Das geschieht durch den so genannten Photoeffekt. Wenn Bruno Ehrmeier den erklärt, hört sich das ganz einfach an: „Licht trifft auf das photoaktive Material. Diese energetische Lichtstrahlung trennt im Kristall ein Elektron vom Festkörper ab. Dann hat man ein Elektronen-Loch-Paar.“ Das freigewordene Elektron fließt zur Rückseite der Solarzelle. Und damit hat man schon Gleichstrom. Denn Gleichstrom ist nichts anderes als ein Fluss vieler Elektronen.

Mit Gleichstrom kann man allerdings seinen Kühlschrank nicht betreiben, dazu braucht man Wechselstrom. Deshalb besteht eine Photovoltaikanlage noch aus weiteren Teilen, weiß Bruno Ehrmeier: „Die wesentliche Komponente einer Photovoltaikanlage ist zwar das Photovoltaikmodul auf dem Dach. Aber dann hat man noch ein Gleichstromkabel, das zum Wechselrichter führt. Im Wechselrichter wird der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt.“

Den Wechselstrom kann man dann entweder selbst verbrauchen oder ins Stromnetz einspeisen.

Bildquelle: Jon Starbuck unter CC BY-NC-ND 3.0