zurück zur Inhaltsübersicht Fotovoltaik

Die Anwendungsgebiete von Fotovoltaik sind sehr vielfältig. Sie reichen von der Stromversorgung von Taschenrechnern, Uhren, Radios, Laternen, Bojen, Parkscheinautomaten, dem Autobahnfunk, Solarzapfsäulen für Elektroautos, Wasserpumpen für Brunnen (z. B. in Entwicklungsländern) über die Inselversorgung von Häusern bis hin zu Sonnenkraftwerken.

Bei Häusern z. B. können verschiedene Solar-Techniken direkt in die Gebäudefassade eingebunden werden, oder die Solarmodule über den Fenstern angebracht werden, wo sie gleichzeitig als Sonnenschutz dienen.
In entsprechenden Ausführungen können die Fotovoltaik-Module bei einem Haus auch weitere Funktionen übernehmen wie Witterungsschutz, Wärmedämmung, Schallschutz, Sichtschutz, etc. Ist ein Haus mit einer Solaranlage zusätzlich an das öffentliche Stromnetz angeschlossen, spricht man von einer netzgekoppelten Fotovoltaikanlage.

Wenn tagsüber die Solarzellen auf dem Dach Strom erzeugen, wird dieser Gleichstrom von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, der spannungs- und phasenidentisch mit dem öffentlichen Stromnetz ist. Somit kann sich der Solarstrom mit dem eigentlichen Netzstrom beliebig mischen und alle angeschlossenen Verbraucher im Haus versorgen. Wenn mit Hilfe der Sonne nicht genügend oder gar kein Strom erzeugt werden kann, wird über den normalen Stromzähler automatisch zusätzliche Energie aus dem öffentlichen Netz bezogen, um den Betrieb der angeschlossenen Geräte sicherzustellen. Andererseits gibt die netzgekoppelte Anlage überschüssige Solarenergie, die nicht im Haus benötigt wird, über einen zusätzlichen "Einspeisezähler" in das öffentliche Netz ab (siehe Zeichnung). Der Einspeisezähler dient als Basis für die Vergütung der ins Netz eingespeisten Solarenergie durch das EVU, denn die Energieversorger sind gesetzlich verpflichtet, überschüssigen Solarstrom unabhängiger Erzeuger abzunehmen.

Hausbesitzer, deren Häuser im Schatten liegen oder nicht nach Süden ausgerichtet sind, können sich auch durch den Kauf von Anteilscheinen an einer solaren Großanlage beteiligen. Bundesweit existieren bereits über zehn solcher Gemeinschaftsanlagen.
Je nach Größe des Anteils zahlt das Energieversorgungsunternehmen die Einspeisungsvergütung aus.

Bei Solaranlagen, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind (autarke Solaranlagen), ist es aufgrund der täglichen und jahreszeitlichen Schwankungen der Sonnenstrahlung (ca. 4/5 der Sonnenstrahlung fällt auf die Sommermonate) wichtig, überschüssige Sonnenenergie in Zeiten niedrigen Verbrauchs in Batterien (Akkumulatoren) zu speichern, damit nachts oder an sonnenarmen Tagen die Stromversorgung möglich bleibt. Solaranwendungen benötigen spezielle Batterien, die normalerweise wartungsfrei sind. Ein Laderegler verhindert, dass die Batterien überladen oder tiefentladen werden, wodurch sie beschädigt werden könnten. Erst durch die Batterie wird die Solaranlage zu einem stabilen und unabhängigen Energielieferanten.

Um größere Mengen von Energie für das Winterhalbjahr zu speichern, ist es auch möglich, den Solarstrom zur Zerlegung von Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu nutzen. Beide Gase werden anschließend verdichtet und unter hohem Druck in Tanks gespeichert. Wird nun zusätzlich Strom benötigt, führt man Sauerstoff und Wasserstoff in einer Brennstoffzelle zusammen. Dort "verbrennen" sie wieder zu Wasser und produzieren Strom, den man dann entweder zum Aufladen der Batterie oder direkt für die Verbraucher benutzen kann.
Allerdings befindet sich diese Technik in verschiedenen Anwendungsbereichen erst im Teststadium.

Außerdem kann man die sonnenarmen Zeiten, wie die Wintermonate, gut überbrücken, wenn man die Fotovoltaikanlage mit einer Windkraftanlage kombiniert. Wenn in der kühleren Jahreszeit die Sonnenkraft für die Solarzellen nachlässt, bieten die Herbst- und Winterstürme eine Alternative, mit Windrädern Strom zu erzeugen.

Ein weiteres sehr wichtiges Anwendungsgebiet von Fotovoltaik ist die Raumfahrt. Ohne fotovoltaische Energieversorgung wäre der derzeit hohe Stand der Weltraumtechnik nicht möglich gewesen. Hochleistungssolarzellen sind für die Raumfahrt unverzichtbar. Sie dienen dort z. B. zur Energieversorgung von Satelliten, dabei handelt es sich um sogenannte Sonnenpaneele. Auch die Marserkundung verdankt ihren Erfolg unter anderem der Sonnenenergie. Die Versorgung des Rover Sojourner (Fahrzeug, das die Fotos von der Marsoberfläche zur Erde sendete) erfolgte über Fotovoltaik.

TOP

Zurück zur Inhaltsübersicht Solarzeit am GSG

Zurück zur Seite GSG - Physik

Erstellt am 01.03.2000; zuletzt geändert am 12.09.2004 . (Ka)