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Photovoltaik
Photovoltaik ist die Technologie, die Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandelt. Dabei basiert es auf dem Einsatz von Photovoltaikzellen oder auch Solarzellen genannt, die aus Materialien wie unter anderem aus den Seltenen Erden Silizium besteht. Wenn Sonnenlicht auf diese Zellen trifft, erzeugt es einen elektrischen Strom durch den sogenannten photovoltaischen Effekt.
Photovoltaikanlagen können in verschiedenen Größen und Konfigurationen eingesetzt werden, von kleinen, tragbaren Geräten bis hin zu großen Solarparks. Diese Technologie ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle, die dazu beiträgt, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren. Sie ist besonders nützlich in sonnenreichen Gebieten und kann sowohl in netzgebundenen als auch in netzunabhängigen Systemen verwendet werden.
Photovoltaischer Effekt erklärt
Der photovoltaische Effekt ist das grundlegende physikalische Prinzip hinter der Photovoltaiktechnologie, das die Umwandlung von Lichtenergie direkt in elektrische Energie durch Materialien ermöglicht, die diese Fähigkeit besitzen. Dieser Effekt tritt auf, wenn Photonen, die Lichtpartikel, auf ein photovoltaisches Material, wie z.B. Silizium, treffen und die Elektronen in dem Material anregen. Hierbei werden die Elektronen aus ihrem normalen Zustand in einen höheren Energiezustand gehoben, wodurch sie sich frei bewegen können.
In einer Solarzelle sind diese Materialien so strukturiert, dass sie eine positive und eine negative Schicht bilden, wodurch ein elektrisches Feld entsteht. Wenn die Elektronen durch das Licht angeregt und in Bewegung gesetzt werden, bewegen sie sich aufgrund dieses elektrischen Felds in eine bestimmte Richtung. Dieser Fluss von Elektronen erzeugt einen elektrischen Strom. Dieser Strom wird dann durch einen externen Schaltkreis geleitet und kann zum Betreiben von Geräten oder zur Speisung ins Stromnetz verwendet werden.
Der photovoltaische Effekt wurde erstmals 1839 von dem französischen Physiker Edmond Becquerel entdeckt und ist die Basis für die Nutzung der Sonnenenergie in Solarzellen und Solarmodulen.