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Photovoltaikanlagen erzeugen durch Solarzellen elektrische Energie aus Licht. Die heute üblichen Solarzellen bestehen meist aus zwei Siliziumschichten, die bei Sonneneinstrahlung eine elektrische Spannung abgeben. Anders als die Solarthermie, bei der Sonnenlicht in Wärme und dann erst in Strom umgewandelt wird, erzeugen Photovoltaikanlagen also direkt aus Licht elektrische Energie. Derzeit bestehen Photovoltaikanlagen meist aus Siliziumzellen, es ist jedoch auch der Einsatz anderer Halbleitermaterialien, etwa Cadmiumtellurid oder Galliumarsenid, möglich. Die Entwicklung organischer Solarzellen ist derzeit Gegenstand von Forschungs- und Entwicklungsarbeit.
Der grosse Vorteil der Photovoltaik gegenüber anderen erneuerbaren Energieträgern liegt darin, dass sie auch im privaten Bereich eingesetzt werden kann, da nur einige Photovoltaikmodule auf eine Freifläche, etwa ein Dach, montiert werden müssen. Die Photovoltaik galt lange Zeit als die teuerste Form der Erzeugung nachhaltiger Energie, inzwischen sind die Kosten aber durch die Verfügbarkeit preisgünstiger und immer leistungsstärkerer Solarmodule stark gesunken.
Der Energieertrag einer Solarstromanlage hängt von zwei Faktoren ab:
Mit diesen beiden Daten lässt sich der voraussichtliche Leistungsertrag einer Solarstromanlage in Kilowattstunden pro Jahr annähernd prognostizieren, sodass die Solarstromanlage dem privaten Eigenverbrauch angepasst werden kann.
Solarstromanlagen für den privaten Einsatz sind inzwischen recht preisgünstig. Da bei dieser Energieform Erzeuger und Verbraucher räumlich dicht beieinander liegen, ist auch der Übertragungsverlust gering. Überschüssige Energie, die über den privaten Eigenverbrauch hinausgeht, kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Da Solarstrom nicht gleichmässig zur Verfügung steht, kann ein angeschlossener Stromspeicher sinnvoll sein, der Energie aufnimmt, die über den momentanen Stromverbrauch hinausgeht. Für den privaten Anwendungsbereich sind vor allem elektrochemische Speicher (also Batterien oder Akkus) auf Blei- oder Lithium-Ionen-Basis üblich, die überschüssige Energie über mehrere Tage verlustarm speichern können. Solche Stromspeicher erlauben eine weitaus bessere Nutzung des privat erzeugten Stroms. Eine interessante Anwendungsmöglichkeit ist auch die Elektromobilität: Ein Elektrofahrzeug kann als privater Stromspeicher genutzt werden, indem es immer dann aufgeladen wird, wenn überschüssige Energie zur Verfügung steht.
Dachflächen eignen sich am besten für die Montage von Solarstromanlagen, da sie ohnehin nicht anders genutzt werden können. Dabei werden mehrere Solarmodule nebeneinander montiert. Standort und Ausrichtung der Solarstrommodule haben einen wesentlichen Einfluss auf die Ertragsmenge, da der optimale Wirkungsgrad nur bei einer annähernd senkrechten Sonneneinstrahlung erreicht wird. Weil private Solarstromanlagen normalerweise ohne automatische Nachführung installiert werden, spielt vor allem ihr Neigungswinkel eine Rolle. In Mitteleuropa gelten Dachneigungen von 30 bis 40 Grad bei Ausrichtung in Richtung Süden als ideal. Bei diesen Montagewinkeln ist auch die Verschmutzung, die die Wirkung der Solaranlage beeinträchtigt, gering. Die optimale Ausrichtung sollte für jeden Standort individuell berechnet werden, da hierbei noch eine Vielzahl anderer Faktoren berücksichtigt werden müssen. Daher sollte mit der Montage in jedem Fall ein Elektrikerbetrieb mit Solarkompetenz beauftragt werden.
Bei einer Montage auf Hausdächern gibt es zwei Prinzipien:
In der Schweiz wird die Errichtung privater Solarstromanlagen auf Bundesebene durch eine Einmalvergütung der Pronovo AG gefördert; bei Anlagen mit weniger als 100 KWp greift die Einmalvergütung für kleine Anlagen (KLEIV). Darüber hinaus gibt es Förderungen von den meisten Kantonen und vielen Gemeinden, auch manche Schweizer Energieversorger fördern Solarstromanlagen. Die Einspeisung überschüssiger Energie wird nach dem Einspeisevergütungssystem (EVS) nur noch für ältere Anlage gefördert; für neu errichtete kleinere Anlagen ist eine Einspeisevergütung inzwischen nicht mehr möglich.
Die Sternschaltung ist neben der Dreiecksschaltung eine der am häufigsten verwendeten Stromschaltungen in der Elektrotechnik. Beide Schaltsysteme haben ihre Vorteile und es auch gibt einige Gemeinsamkeiten bei diesen beiden Drehstromsystemen. Jedoch gibt es auch Unterschiede und in vielen Bereichen hat die Sternschaltung einen klaren Vorteil. Wie eine Sternschaltung genau aufgebaut ist und was ihre Vorteile sind, erfährst du hier.
Andere Länder, andere Sitten – bei einem Urlaub in einem fremden Land ist dir sicher schon einmal aufgefallen, dass die Stromversorgung und die Steckdosentypen oder Steckverbinder sich deutlich von der Norm in deinem Heimatland unterscheiden. So kann es passieren, dass du bei einem Urlaub ausserhalb der Schweiz einen Reiseadapter benötigst. Gleiches müssen natürlich auch deutsche Urlauber beachten, wenn sie einen Urlaub in der Schweiz planen. Weltweit unterscheiden sich nicht nur die einzelnen Steckdosentypen, sondern auch die anliegende Spannung. Entsprechende Informationen über das jeweilige Zielgebiet findest du natürlich im Internet.
Das Potenzial, aus dem Lateinischen potentia für Kraft oder Leistung, bedeutet in der Physik, eine Arbeit zu verrichten. Als physikalische Grösse der klassischen Elektrodynamik, die sich sowohl mit der zeitlichen Veränderung von elektrischen und magnetischen Feldern als auch mit der Bewegung von elektrischen Ladungen innerhalb dieser Felder beschäftigt, ist ihr grundlegendes Merkmal die elektromagnetische Wechselwirkung. Der Elektromagnetismus gehört zu den vier Grundkräften der Physik und ist für die meisten alltäglichen Phänomene, wie natürliches Licht und Elektrizität, verantwortlich. Zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Teilchen wird durch Arbeit, das Verschieben eines Teilchens, eine Potenzialdifferenz aufgebaut. Dies ist die elektrische Spannung U in Volt.