|
|
Energie aus Licht und Sand
Der photovoltaische Effekt, die direkte Umwandlung von Licht in Elektrizität, wurde bereits 1839 von Alexandre Edmond Becquerel entdeckt, dessen Bedeutung für die Energiewirtschaft jedoch erst sehr viel später erschlossen. Im Jahr 2006 steigerte sich der Umsatz der deutschen Photovoltaikbranche laut BSW (Bundesverband Solarwirtschaft) um 23% auf 3,7 Milliarden Euro. Insgesamt waren zum Ende des Jahres 300 000 Solarstromanlagen mit einer Gesamtleistung von 2,5 GWp installiert. Als Hauptbestandteil von Solarmodulen wird Silizium eingesetzt. Ausgangsmaterial für die Solarzellenherstellung ist in den meisten Fällen reiner Quarzsand. Man unterscheidet allgemein zwischen monokristallinem, polykristallinem und amorphem Silizium, wobei vornehmlich das monokristalline Material mit einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von 14-17 % und das etwas kostengünstigere Mehrkristall-Silizium (Poly) eingesetzt wird, dass heute ebenfalls bereits 12-15% des Sonnenlichts umsetzen kann. Monokristalline Module wiederum haben neben der optisch ansprechenderen Oberfläche den Vorteil des geringeren Flächenbedarfs. Die Herstellung der Solarmodule setzt eine ausgezeichnete technische Kenntnis des Fertigungsprozesses vom Schmelzen des Quarzsandes über das Gießen von Siliziumblöcken und das Sägen von so genannten Wafern bis hin zu Schaffung hocheffizienter Oberflächenstrukturen voraus. Mit der Entwicklung seiner patentierten String-Ribbon-Technologie setzt das Unternehmen Evergreen Solar neue Maßstäbe. Wafer, das Ausgangsmaterial für die Zellherstellung, werden dort direkt aus einem flüssigen Siliziumbad gezogen. Bei diesem hocheffizienten Verfahren wird, verglichen mit der herkömmlichen Wafergewinnung, die Hälfte an Energie und wertvollem Silizium eingespart.
Häufig hinterfragt wird die energetische Amortisationszeit von Solarmodulen. Bei polykristallinen PV-Generatoren steht einem Jahresertrag von ca. 900 kWh ein Energieaufwand mit 2.900 kWh von der Produktion bis zur Montage gegenüber. Bei einer rechnerischen Lebensdauer von 25 Jahren hat eine 1 kWp-Anlage also schätzungsweise 22.500 kWh erzeugt. Tatsache ist, dass eine monokristalline Qualitätssolarzelle auch nach 25 Jahren nichts von ihrer Leistungsfähigkeit eingebüßt hat und daher noch weit mehr leisten wird. Die Energierückführzeit beträgt ca. 3.2 Jahre – ein Zeitraum, der heute von fast keinem Kraftwerk auf der Welt unterboten wird.
Animation zum download
|
|
