Sind Sonnenkollektoren wirklich eine kostenlose Stromquelle?

Solarzellen sind seit einiger Zeit eine interessante Möglichkeit der Selbstversorgung mit kostenloser Sonnenenergie, egal wo das Gebäude steht, denn es spielt keine Rolle, ob es an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist oder nicht. Solarzellen kommen nicht nur auf Gebäuden und Gewerbe- und Industrieanlagen zum Einsatz, sondern können Strom und viele andere Dinge liefern, die einen Elektromotor nutzen, wie Fahrräder, Uhren, Handys, Autos, Straßen- und Hofbeleuchtung, Gärten, Wärmepumpen, Plantagen u verschiedene Automaten. Solarzellen sparen also Strom und halten gleichzeitig die Natur intakt und sauber, behaupten zumindest die Verkäufer von Solarkraftwerken.

Solarenergie hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einer sehr wichtigen Stromquelle entwickelt, da sie kostenlos ist und nicht verbraucht werden kann, da ständig natürliche Prozesse ablaufen. Solarzellen sind solche, die Strom von der Sonne erhalten. Anlagen, die Sonnenlicht in Strom umwandeln, sind Photovoltaikanlagen und werden mit PV abgekürzt. In Europa sind es bereits über 4 Millionen Tonnen.

Wie funktionieren Sonnenkollektoren?

Solarzellen können saftiges Licht in Strom umwandeln und funktionieren jederzeit, auch im Winter oder bei Bewölkung. Der Unterschied liegt in der erzeugten Strommenge. Dies bedeutet, dass es im Winter fehlen kann, wenn es nicht so viel Sonnenlicht gibt, aber im Sommer ist es zu viel. Dieses Problem wird auf zwei Arten gelöst, zum einen mit Stromkollektoren, bei denen es sich um Batterien handelt, die noch nicht gut verarbeitet sind, kaputt gehen und nicht effizient genug sind, sich schließlich abnutzen und gefährlicher Abfall sein können. Übrigens geht die Technologie weit und verspricht neue Tesla-Batterien, die von Elon Musk erfunden wurden, der in Australien eine der größten energieautarken Siedlungen der Welt errichtete. Derzeit befindet sich das Projekt noch in der Entwicklung.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Solarkraftwerk an das öffentliche Stromnetz anzuschließen. Bei Stromüberschuss wird Strom ins Netz eingespeist und bei Strommangel aus dem Netz zurückgeholt. Normalerweise sind beide ausgeglichen, was sich deutlich in den Berechnungen des Verbrauchs und der Übertragung von Strom an das öffentliche 220-V-Netz zeigt.

Solarzellen werden mit einer Vielzahl moderner Technologien hergestellt. Am gebräuchlichsten sind monokristalline und polykristalline Zellen, die zwischen 20 und 25 % Wirkungsgrad haben, aber es gibt auch amorphe Zellen, die aufgrund ihres günstigeren Preises immer häufiger zum Einsatz kommen. Ihr Problem ist jedoch, dass sie im Vergleich zu anderen Solarzellen eine recht geringe Energieeffizienz haben, etwa 6 bis 15 %.

Sonnenlicht enthält sichtbares Licht, ultraviolettes Licht und Infrarotlicht, was fast die Hälfte ausmacht. Alle drei wiederum bilden die Grundlage für den Betrieb der Solarzelle. Die Energie aller drei Leuchten wird von der Photovoltaik aufgenommen. Eine Solarzelle ist ein Gerät, das eine Halbleiterdiode ist, die eine große Oberfläche hat und direktes und indirektes Sonnenlicht durch einen photovoltaischen Prozess in Elektrizität umwandelt.

Die Solarzelle besteht aus mehreren Schichten. Die obere Schicht ist Glas, darunter eine Antireflexschicht, dann ein gut leitendes Kontaktnetzwerk zum Elektroneneinfang und dann die P- und N-Schicht, die Halbleiter sind und aus Silizium mit verschiedenen Verunreinigungen bestehen. Die letzte Schicht ist Metall, das sowohl Leiter als auch Zellschutz ist.

Was sind Solarmodule und -systeme?

Wenn wir eine Solarzelle haben, reicht das nicht aus, weil es nur 0,5 V elektrische Spannung gibt, also müssen die Solarzellen miteinander verbunden werden. Je mehr wir sie anschließen, desto höher ist die Spannung, die wir für 12 V, 24 V oder mehr DC erhalten, je nach Verbrauch und was an das Solarsystem angeschlossen wird. So entstehen Solarmodule, die 36 oder 72 Solarzellen verbinden. Wir schließen so viele Solarmodule an, wie wir Spannungen im System erreichen wollen. Solarmodule sind vor Witterungseinflüssen und den Auswirkungen schädlicher Strahlen geschützt und in Aluminiumrahmen untergebracht, um sie stabiler zu machen.

Die Solarzellen werden parallel und in Reihe geschaltet, was die Spannung und Leistung auf bis zu 32 V der elektrischen Nennspannung erhöht. Die Solaranlage ist eigentlich alles, was wir brauchen, um etwas zu betreiben, das Strom braucht, das sind in der Regel Gebäude mit Elektrogeräten. Das Solarsystem besteht auch aus Zubehör wie verschiedenen Kabeln, einem Wechselrichter, der 12 V, 24 V oder 32 V Spannung in 220 V umwandelt, Stromabnehmer, Sicherungen. Die Solaranlage kann an öffentliches Stromnetz angeschlossen werden. Auch solche Solarkraftwerke werden staatlich gefördert, da sie überschüssigen Strom ins Netz einspeisen.

Speichern Sie den von Solarzellen erzeugten Strom in Solarbatterien, aus denen Strom entnommen wird, wenn die Solarzellen nicht genug produzieren. Ein solches System ist für einen Bereich interessant, in dem es kein öffentliches 220-V-Netz gibt, aber es lohnt sich nicht, wenn das öffentliche Netz verfügbar ist, da es viel teurer ist.

Was sind die Regelmäßigkeiten und Mängel von Solarzellen?

Solaranlagen sind dort im Vorteil, wo kein öffentliches 220V-Netz vorhanden ist. Die Investition in eine Solaranlage ist recht groß, wenn auch zunehmend erschwinglich. Falls ein Anschluss an ein öffentliches System in der Nähe möglich ist, ist eine staatlich geförderte Solaranlage logisch, denn so rechnet sich die Investition schnell.

Das Fehlen von autarken Solaranlagen mit öffentlichem Stromnetz ist im Vergleich zum öffentlichen System zu teuer in der Installation und die Investition rechnet sich lange nicht, wenn sie nicht an das öffentliche System angeschlossen ist.

Solarzellen haben den Vorteil, dass sie beispielsweise autarke Geräte wie diverse Park- und andere Maschinen, Lampen, Elektrofahrräder mit Strom versorgen können, und das lohnt sich auf Dauer wirklich, denn der so gewonnene Strom ist kostenlos.

Solarzellen sind nicht zu stark und müssen ziemlich viel angeschlossen werden, um die gewünschte Spannung und Leistung im Netzwerk zu erreichen, um bestimmte Geräte anzuschließen, die größere Verbraucher sind, wie z. B. Kühlschränke. Daher muss viel beschafft werden, was nicht bezahlbar ist.

So wie Solarzellen ein wirklich großartiges Gerät sind, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln und somit die Natur zu schonen, weil diese Energie unbegrenzt ist, haben sie einen großen Nachteil, dass sie aufgrund ihrer Zusammensetzung irgendwann verschleißen, nicht mehr funktionieren und ersetzt werden müssen. Genauso ist es mit der Batterie. Dies verursacht die Kosten und das Problem der Entsorgung von Zellen auf der Deponie, was die Natur verschmutzt. Die Lebensdauer einer Solarzelle wird auf etwa 30 Jahre geschätzt. Auf die Umwelt wird schlecht geachtet, einige werden recycelt, die meisten nicht. Es sollten Hersteller ausgewählt werden, die garantieren, mindestens 90 Prozent der Zellen zu recyceln. Solarzellen bestehen aus extrem giftigen Stoffen, die die Natur verschmutzen, wenn sie auf Deponien entsorgt werden, was meistens der Fall ist, weil normalerweise nicht darauf geachtet wird, Zellen zu umgehen und sicher zu recyceln.