Auf den Hausdächern, an Balkonen und auf riesigen Feldern verwandeln Photovoltaik-Anlagen Sonnenlicht in elektrischen Strom. Ein Fachmann erklärt, welche Technik dahinter steckt.
Wenn die Sonne scheint, kann es richtig warm werden auf der Erde. Vor allem aber ist es hell, wenn ihre Strahlen nicht von Wolken verdeckt werden. Mit dem Sonnenlicht kann man elektrischen Strom erzeugen.
«Wird Sonnenlicht in Strom verwandelt, spricht man von Solarenergie oder Photovoltaik», erklärt Georg Altenhöfer-Pflaum vom Forschungszentrum Jülich. Elektrischer Strom fließt, wenn sich winzige Teilchen in eine bestimmte Richtung bewegen: die Elektronen. Diese Teilchen lassen sich unter anderem durch die Sonne in Bewegung bringen. Das geschieht in einer Solarzelle. Die Solarzellen sind die dunklen Platten, die es auf vielen Dächern, Balkonen oder großen Feldern gibt.
Elektronen springen
«Die Platten bestehen aus unterschiedlichen Schichten aus Silizium», so der Fachmann. Darin befinden sich in einer oberen Schicht mehr und in einer unteren Schicht weniger Elektronen. Wenn nun Sonnenlicht auf die Solarzelle scheint, kommt Energie ins Spiel. «Die Sonne liefert so viel Energie, dass Elektronen in die obere Schicht springen und sich frei bewegen können», erklärt der Experte. «In der unteren Schicht sind dann sozusagen Plätze für Elektronen frei.»
Jedoch können die Elektronen nicht einfach so in die untere Schicht zurück springen. Die Elektronen können hier nur in eine Richtung. Materialien, in denen Elektronen nicht so leicht hin und her springen können, werden auch Halbleiter genannt.
Elektronen fließen
Wenn man die beiden Schichten aber mit einer Leitung aus etwa Kupfer verbindet, können Elektronen durch diese Leitung wieder zurück in die untere Schicht fließen. Dadurch fließt in der Leitung elektrischer Strom. Mit dem können wir etwa elektrische Geräte betreiben. Oder aber wir speichern ihn in einer Batterie oder dem Stromnetz, mit dem die Solar-Anlage verbunden ist.
Elektrischer Strom lässt sich auf ganz unterschiedliche Art herstellen. Man kann etwa Turbinen mit heißem Dampf antreiben, so wie ein Fahrraddynamo von einem Rad angetrieben wird. Für den Dampf wird Wasser erhitzt, indem man zum Beispiel Kohle oder Öl verbrennt. Dadurch entstehen allerdings Abgase wie CO2. Auch gibt es nicht unendlich Kohle oder Öl auf der Erde.
Hier hat die Sonnenenergie Vorteile: In einer Photovoltaik-Anlage entstehen keine Abgase. Und die Sonne scheint für uns nahezu unendlich lang. Das macht den Strom aus der Sonne so umweltfreundlich.
Mehr Solaranlagen
Strom aus der Sonne gibt es schon viele Jahrzehnte. Mit der Zeit sind die Solaranlagen aber immer besser geworden. Das bedeutet, dass sie mehr elektrischen Strom aus der Sonnenenergie gewinnen können. Außerdem sind die Kosten für die Herstellung der Solarzellen gesunken. Dadurch wird immer mehr Strom aus der Sonne gewonnen.
So wurde im Juli in Deutschland so viel Strom aus Sonne erzeugt wie noch nie in einem Monat. Zwar gab es gar nicht so viele Sonnenstunden wie etwa im vergangenen Jahr. Jedoch werden immer mehr Solaranlagen gebaut. Die Bundesregierung fördert den Ausbau der Solarenergie. Sie wünscht sich, dass zusammen mit Windkraft und Wasserkraft möglichst viel Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird.
Text und Bild: Philipp Brandstädter,
zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, Juni 2023
Quellen:
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