Photovoltaik: Geniale Stromproduktion?

Selber Strom produzieren zu können, wird für Hausbesitzer immer attraktiver. Aber wie funktioniert eigentlich eine Photovoltaik-Anlage in der Praxis? Dieser Frage gehen vier Zisch-Reporter nach.

Immer mehr Hausbesitzer lassen auf ihren Dächern Solarzellen installieren, da sie als umweltfreundlich und nachhaltig gelten. Doch was ist eine Solarzelle genau, und wie funktioniert sie? Dieser Frage gehen vier Zisch-Reporter, die eine Ausbildung als Elektroinstallateure machen, nach. Unter anderem setzen sich die Lernenden in ihrer Ausbildung auch mit der Solartechnik auseinander. Dieser Artikel besteht aus den Informationen aus dem Bildungsordner des nationalen Verbandes EIT.Swiss der Elektroinstallateure und dem Grundwissen der Lernenden.

Herstellung von Solarzellen

Die alternative Stromerzeugung wird durch Solarzellen auf den Hausdächern gewährleistet und wird für Haushalte immer attraktiver. Aber wie werden solche Solarzellen überhaupt hergestellt? 95 Prozent aller Solarzellen werden aus Silizium hergestellt. Silizium ist nichts anderes als Quarzsand, eines der häufigsten Elemente der Erde. Zuerst wird das Silizium gereinigt und kristallisiert. Danach wird es in Scheiben gesägt und gezielt verunreinigt. Am Schluss werden die Siliziumscheiben mit Leiterbahnen versehen, die für den Stromtransport zuständig sind. Die einzelnen Siliziumscheiben ergeben zusammen ein Solarmodul. Das Solarmodul wird schliesslich wetterfest eingepackt. Vorne wird das Modul mit einer Glasscheibe abgedeckt und hinten schützt eine Folie die Zellen.

Die Funktion einer Solaranlage

Doch wie funktioniert die Stromproduktion mit Solarzellen überhaupt? Die Solarzellen bestehen aus mehreren verunreinigten Siliziumscheiben. Fällt Licht auf eine Siliziumscheibe, werden Elektronen freigesetzt. Weil die Siliziumscheiben mit zwei unterschiedlichen Atomen verunreinigt wurden, gibt es innerhalb der Solarzelle eine Ladungsverschiebung. Nach diesem Vorgang hat eine Seite einen Elektronen-Überschuss und ist somit negativ geladen. Die andere Seite hat einen Elektronenmangel und ist positiv geladen.

In diesem Zustand besitzt die Solarzelle einen Plus- und einen Minuspol, was vergleichbar ist mit einer Batterie. Die Kabel, die von den verbundenen Solarmodulen vom Dach herunterführen, werden am Wechselrichter angeschlossen, und es fliesst eine Gleichspannung bis zum Wechselrichter. Sobald der Wechselrichter eingeschaltet ist, wechselt er, wie der Name schon sagt, die Gleichspannung in Wechselspannung um und speist sie in die Elektroinstallation ein. Sobald die Solaranlage mehr Strom produziert, als man im Haushalt verbraucht, wird der übrige produzierte Strom ins Netz zurück oder, wenn vorhanden, in einen Speicher gespeist.

Photovoltaik in der Praxis

Dies ist die Theorie, doch wie funktioniert das in der Praxis? Viele Leute lassen sich davon überzeugen, dass Solarenergie umweltfreundlich und nachhaltig ist.

Bei nur 20 Jahren Laufzeit produziert eine Photovoltaik-Anlage etwa das Zehnfache der Energie, die für ihre Herstellung nötig ist.

Berufslernende
Zisch-Reporter 

Es gibt aber noch weitere positive Argumente für das Installieren einer Photovoltaik-Anlage. Hausbesitzer können Kosten sparen durch Eigenproduktion des Stroms und gewinnen mehr Unabhängigkeit von Stromlieferanten. Zusätzlich sind die Photovoltaikanlagen langlebig und sorgen so für einen langfristigen Gewinn. Solaranlagen wurden ursprünglich auf Alphütten montiert, weil diese zum Teil keinen Anschluss ans öffentliche Stromnetz haben. Erst später hat man netzgekoppelte Anlagen auch in Einfamilienhäusern und Gewerbebauten installiert. Ein Hausbesitzer meint dazu: «Strom zu beziehen ist teuer, deshalb setzen wir auf unsere eigene Photovoltaikanlage und fahren bisher sehr gut damit.»