Was sind Solarzellen?

Man sieht sie oft auf Dächern - Solarzellen. Was genau machen die eigentlich?

Was sind Solarzellen?

Eine Solarzellenanlage auf einem Dach

Was sind Solarzellen?

Eine kleine Solarzelle

Was sind Solarzellen?

Eine Solarzelle wird an einen kleinen Motor angeschlossen...

Was sind Solarzellen?

...und wenn Licht darauf scheint, wird der Motor angetrieben.

Solarzellen dienen dazu, Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Trifft Sonnenlicht auf eine solche Solarzelle, so entsteht in ihr eine elektrische Spannung. Auf den folgenden Bildern sehen wir eine kleine Solarzelle, an die ein kleiner Elektromotor angeschlossen ist. Beleuchten wir die Zelle mit einer Lampe, so beginnt sich der Motor zu drehen. Die erzeugte elektrische Spannung führt zu einem elektrischen Strom im Motor, der ihn antreibt. Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen, aber allen gemeinsam ist, daß sie eine Gleichspannung erzeugen.

Leider können Solarzellen nur einen Teil der einfallenden Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Man spricht hier auch vom "Wirkungsgrad". Es wird erwartet, daß in Zukunft durch intensive Forschung und Entwicklung immer bessere Solarzellen gebaut werden können. Dieser Wirkungsgrad gibt an, wieviel Prozent des einfallenden Sonnenlichtes tatsächlich in elektrische Energie gewandelt wird. Nach Angaben der "European Photovoltaic Industry Association" wurde 2004 im Durchschnitt 14.5 % des Sonnenlichts in Strom gewandelt. Im Jahre 2008 war es bereits 16.5 %. Die Entwicklung wird hier ähnlich unspektakulär, aber stetig weitergehen.

Der Rohstoff für Solarzellen ist hochreines Silizium. Obwohl Silizium (als Sand in der Erdkruste das zweithäufigste chemische Element) niemals einem Versorgungsengpass unterliegen wird, ist seine Herstellung und Aufbereitung für Solarzellen dennoch aufwendig und teuer. Insbesondere steigende Energiekosten machen die Herstellung der Solarzellen teurer. 2005 kostete ein Kilogramm Silizium ca. 30 - 50 Dollar. Im Sommer 2008 stieg der Spot-Marktpreis auf über 500 Dollar (Quelle: Focus Gemeinschafts-Spezial "Weltmarktführer Solar - Made in Germany" Nr.22 25.Mai 2009).

Die Solarzellenhersteller arbeiten daran, einererseits mit weniger Energie kostengünstigere Solarzellen herzustellen. Zum anderen wird versucht, mit immer weniger Silizium auszukommen. So werden die Wafer immer dünner und die Verluste, die beim Zersägen der sogenannten Ingots bisher entstanden, durch neue Verfahren vermieden.

Wer mit Kindern unterwegs ist, sollte einmal aufmerksam nach Solarzellen auf Dächern und Gebäuden Ausschau halten. Gibt es Solarzellen, die keinen Strom erzeugen? Ja, nur heißen diese Sonnenkollektoren und wandeln Sonnenenergie in Wärme. Damit wird warmes Wasser bereitet, zum Baden oder Heizen der Häuser.



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