Photovoltaik - Erneuerbare Energien

Photovoltaik ist eine Form der erneuerbarer Energien, um aus Sonnenlicht elektrische Energie zu gewinnen. Während die Sonnenenergie in Photovoltaikanlagen von Solarzellen in elektrischen Strom umgewandelt wird, wird in Sonnenkollektoren Wärme erzeugt. Die Wärmegewinnung mit Hilfe von Sonnenkollektoren wird unter Solarthermie näher beschrieben.

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Photovoltaik in Zahlen

Jahr
Stromproduktion in Millionen Kilowattstunden (kWh)
2004 556
2005 1.282
2006 2.200
2007 3.075
2008 4.420
2009 6.578
2010 11.683
2011 19.340
2012 28.060

Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (BSW Solar), 03. Dezember 2013

Photovoltaik und Energiewende

Die Sonnenenergie spielt beim Gelingen der Energiewende eine bedeutende Rolle. Neben Windenergie ist Photovoltaik eine Technologie mit hohem Ausbaupotenzial im Gegensatz zu anderen Erneuerbaren-Energien-Technologien. 2020 sollen etwa 70% der erneuerbaren Energien aus Wind- und Sonnenenergie stammen.

Vorteile von Photovoltaik

  • Sonnenenergie ist gegenüber fossile Brennstoffe unbegrenzt verfügbar.
  • Photovoltaikanlagen sind sehr langlebige Erneuerbaren-Energien-Technologie und haben eine Garantie von 20 bis 25 Jahren.
  • Photovoltaikanlagen haben niedrige Betriebskosten.
  • Durch Photovoltaikanlagen in der Stromerzeugung werden jährlich Millionen Tonnen von CO2 vermieden. 2012 wurden rund 19,7 Millionen Tonnen CO2 eingespart.

Nacheile von Photozoltaik

  • Die Stromerzeugung aus Sonnenergie ist jederzeit vom Wetter abhängig. So können extreme Schwankungen bei der Energiegewinnung auftreten.
  • Anfangs haben Photovoltaikanlagen hohe Investitionskosten.
  • Die Installation von großen Photovoltaikanlagen verbraucht enorm große Flächen. Hier kann es unter Umständen zu einer Nutzungskonkurrenz der Flächen kommen, z.B. bei der Erzeugung von Nahrungsmitteln.
  • Solarzellen erzeugen Gleichstrom. In unserem Stromnetz fließt allerdings Wechselstrom. Daher muss dieser durch einen sogenannten Wechselrichter umgewandelt werden.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Das Prinzip einer Photovoltaikanlage ist vergleichbar mit dem Vorgang der Photosynthese bei Pflanzen. Der Hauptbestandteil einer Solarzelle ist der Halbleiter Silizium. Halbleiter sind feste Stoffe, die sowohl als nicht elektronischer Leiter als auch elektronischer Leiter angesehen werden können. Durch die Dotierung (das Einbringen von Fremdatomen) der oberen „n“-Schicht (negativ) und der darunterliegenden „p“-Schicht (positiv) entsteht eine Raumladungszone. Wenn nun Licht einfällt, wird Photostrom erzeugt. Dieser kann direkt genutzt oder in Akkus aufgefangen werden.

Probleme in der Photovoltaik Branche

Solarenergie ist bundesweit eine aufstrebende Branche, auch wenn Deutschland nicht zu den sonnenreichsten Ländern der Erde zählt. Grund für den starken Ausbau der Photovoltaikanlagen wird unter anderem die Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gewesen sein. Durch den unerwartet starken Ausbau von Photovoltaikanlagen wurden die Fördersätze jedoch mehrfach stark gekürzt.

Auch Billigimporte von Solarmodulen aus China haben der Solarenergiebranche schwer zu schaffen gemacht. Solarbetriebe leiden unter den Dumpingpreisen aus Fernost. So haben viele Solarbetriebe Insolvenz angemeldet und die Zahl der Beschäftigten sank. Während 2011 noch rund 110.900 Arbeitskräfte in der Solarbranche beschäftigt waren, waren es 2012 nur noch rund 87.600.

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