Photovoltaik

Die Sonne ist nicht nur das hellste und scheinbar größte Objekt an unserem Himmel, sondern auch das am stärksten wahrgenommene. Ihre enorme Licht- und Wärmestrahlung wirkt direkt auf uns und im Gegensatz zu anderen Himmelskörpern können wir unseren Stern hautnah spüren.

Sonnenstrahlungsdaten für Deutschland

Quellen:
DWD

Geschichte der Photovoltaik

Die Bedeutung der Sonne war den Menschen seit Alters her bewusst.Sie besaß vor allen anderen Gestirnen einen Platz in mythologischen und göttlichen Hierarchien der Menschen.

Viele frühere Kulturen verehrten sie als Gottheit. Die regelmäßige tägliche und jährliche Wiederkehr der Sonne wurde einerseits ängstlich erwartet andererseits mittels kultischer oder magischer Rituale beschworen. Besonders das Auftreten einer Sonnenfinsternis löste große Bestürzung und Furcht hervor.

In der Antike glaubte man, dass die Sonne aus glühender Kohle besteht und die abgestrahlte Wärme durch deren Verbrennung erzeugt wird. Als weitere Möglichkeit wurde diskutiert, dass die Sonne Kometen und Meteoriten einfängt, die beim Aufprall Energie freisetzen.

Im 19. Jhd., als der Begriff der Energie und deren Erhaltung formuliert worden waren, berechneten Helmholtz und Kelvin den Energievorrat der Sonne unter der Annahme, dass durch eine langsame Kontraktion der Sonnenkugel Gravitationsenergie freigesetzt wird.

Durch die Gleichungen Albert Einsteins konnte man zu Beginn unseres Jahrhunderts erstmals berechnen, dass in unserer Sonne schon seit etwa 10 Mrd. Jahren Kernreaktionen ablaufen.

Stand der Photovoltaik -
Deutschland erreicht Gigawattgrenze bei Solarstrom

Deutschland hat einen weiteren Meilenstein in der Solarenergie erreicht. Nach Angaben der Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft e.V. (UVS) überschreitet die installierte Solarstromleistung im Juni 2005 ein Gigawatt (1000 MW).

Gleichzeitig setzte sich das Branchenwachstum weiter fort. Bis zum Jahr 2012 rechnet die deutsche Solarindustrie mit der Schaffung von 100 000 Arbeitsplätzen in Solarfabriken und Installationshandwerk. Durch steigende Heizkosten und sinkende Preise für Solartechnik sei Solarwärme dann wettbewerbsfähig. Zwar ist die Sonneneinstrahlung in Deutschland nicht so groß wie in südlichen Ländern, aber die Nutzung des diffusen Anteils der Strahlung lohnt sich auch bei uns. Die Globalstrahlung ist im Süden Deutschlands mit ca. 1150 kWh/m² höher als im Norden mit ca. 900 kWh/m².

Die Entwicklungsarbeiten konzentrieren sich auf die Erhöhung des Wirkungsgrades und der Senkung der Herstellungskosten. Die Herstellung der Solarzellen ist zur Zeit noch sehr energieintensiv, d.h. die Module müssen zwischen drei und fünf Jahren Energie liefern bis sich ihre Herstellungskosten amortisiert haben. Erst danach ist jede weitere Kilowattstunde ökologisch »umsonst«.

Solarkraftwerke in Deutschland

Das weltweit größtes Solarkraftwerk mit 10 MW Leistung entsteht 2005 in Bayern. Auf einem ehemaligen Militärgelände nahe der Stadt Pocking wird das weltweit größte zusammenhängende netzgekoppelte Solarkraftwerk mit einer Leistung von 10 MW errichtet. Es wird aus etwa 62 500 Modulen bestehen und Strom für fast 3300 Haushalte in das Stromnetz einspeisen. Das Solarkraftwerk besteht aus sechs parallelen Einheiten mit jeweils 1667 MW Leistung, die an das 20-kV-Netz des Energieunternehmens eon Bayern angeschlossen werden. Die Solarmodule werden auf Aluminiumgestelle montiert, die eine Gesamtlänge von rund 16,5 km haben. Das System ist auf höchstmögliche Energieausbeute ausgelegt und basiert auf dem erfolgreichen Master-Slave-Konzept, das Shell Solar entwickelt hat. Baubeginn war im August 2005. Die Fertigstellung der Anlage ist für März 2006 geplant. »Damit ist ein weiterer Meilenstein in der Entwicklung der Photovoltaik und besonders bei der Errichtung von Solarkraftwerken erreicht«, sagt Wolfgang Lange, Geschäftsführer der Shell Solar GmbH. »Nachdem wir beim bislang größten Solarkraftwerk in der Nähe von Leipzig eine Leistung von 5 MW realisieren konnten, stellen wir jetzt mit dem 10-MW-Kraftwerk erneut unsere Kompetenz- und Technologieführerschaft im Großanlagenbau unter Beweis. Dies ist auch ein wichtiger Schritt, um zukünftig durch entsprechende Skaleneffekte die Kosten von Photovoltaik-Anlagen zu senken. Die Photovoltaik wird nach Auffassung von Shell eine wichtige Rolle innerhalb des Energiemixes der Zukunft spielen.

Kenndaten Solarkraftwerke

• Leistungsbereich: einige Watt bis einige Megawatt
• Stromkosten: 50 bis 80 Ct/kWh in Mitteleuropa, 30 bis 50 Ct/kWh in Nordafrika
• Kostenentwicklung: bis 2020 ca. 30 % bis 50 % Kostenreduzierung