„Wie effizient Energie durch Photovoltaik gespeichert werden kann und welche Vor- und Nachteile dieses Verfahren besitzt“
Photovoltaik erobert nach und nach die Dächer deutscher Häuser. Immer mehr Menschen lassen sich eine Photovoltaikanlage auf das Dach installieren, um dabei vor allem im Sommer eigenen Strom zu produzieren. Die Kosten für diese Anlagen sind in den letzten Jahren drastisch gesunken, sodass diese Anlagen heute erschwinglich sind. Außerdem gibt es viel Unterstützung bei der Finanzierung solcher „grüner“ Anlagen. Doch die Technik des Photovoltaik kann nicht nur im eigenen Zuhause eingesetzt werden, um Strom zu generieren. Viele Hersteller setzen heute bei mobilen Gadgets auf die Kraft der Sonne, wie zum Beispiel bei Powerbanks oder bei mobilen Lautsprechern. Auch bei Wohnmobilen findet man immer häufiger Photovoltaikanlagen, welche bei einer Fahrt Energie speichern und diese dann in elektrischen Strom umwandeln kann.
Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?
Bei einer Photovoltaikanlage handelt es sich um ein Gerät, welches aus der Energie der Sonne elektrische Energie herstellt. Diese Energie wird schließlich in einem Akku oder einer Batterie gespeichert. Das Gerät besteht in der Regel aus einem Halbleiter. Dies ist ein Material, welches an sich keinen Strom leitet. Wird dem Material allerdings Energie hinzugefügt, so verschieben sich die einzelnen Bänder des Materials und es wird leitend. Diese Verschiebung findet dann statt, wenn die Sonne auf das Material scheint und ihre Energie dort deponiert. Das bewegliche Elektron kann dann als Strom gemessen werden. Eine Photovoltaikanlage besteht aus sehr vielen Schichten verschiedener Elemente und Materialien. Dies dient dazu, um die verschiedenen Wellenlängen der Sonnenstrahlen optimal ausnutzen zu können. Die Energie wird dann in einer Batterie gespeichert. Für diese Umwandlung wird also nicht zwingend direkte Sonneneinstrahlung benötigt, auch an einem schattigen Tag kann eine Photovoltaikanlage Strom produzieren.
Wie groß sind die mobilen Photovoltaikanlagen?
Um die Dimensionen der Gadgets nicht zu sprengen, sind die mobilen Versionen dieser Anlagen extrem klein. Die Schicht aus dem speziellen Material ist ungefähr so groß wie ein gewöhnlicher Schlüssel. Da hierbei allerdings nur geringe Ströme produziert werden müssen, reicht diese Fläche aus, um zum Beispiel eine Powerbank wieder aufzuladen. Der Strom, der bei diesem Vorgang entsteht ist relativ gering, sodass es auch bei starker Sonneneinstrahlung mehrere Stunden dauern kann, bis die Powerbank vollgeladen ist. Wer sich allerdings für mehrere Tage in freier Natur befindet und keinen Zugang zur Steckdose hat, wird auf die solare Powerbank nicht verzichten wollen. Um mehr Strom für mehrere Geräte herzustellen gibt es Gadgets, die etwas größer sind und ein größeres Panel haben. Damit kann mehr Strom produziert werden, sodass mehrere Geräte gleichzeitig aufgeladen oder betrieben werden können.
Wovon hängt die Effizienz der Photovoltaikanlage ab?
Wie effizient eine Photovoltaikanlage arbeitet, hängt in der Regel vom Wetter und vom Aufbau der Anlage ab. Die richtige Verschalung der Anlage erhöht den Wirkungsgrad. Den größten Einfluss auf den Erfolg beim Produzieren von Strom hat allerdings immer noch das Wetter. Je mehr Sonne auf die Anlage fällt, desto mehr Strom kann sie produzieren. Hier gibt es allerdings auch einen Sättigungsbereich – irgendwann ist ein maximaler Wert an Strom erreicht, welcher fließen kann. Mehr Strom kann nicht produziert werden. Eine mobile Anlage hat den großen Vorteil, dass sie je nach Wetter ausgerichtet kann. Anlagen, die auf einem Hausdach verbaut sind, können nicht die komplette tägliche Sonnendauer ausnutzen. Bei schlechtem Wetter wie Regen oder Gewitter kann in der Regel kein Strom oder nur sehr wenig Strom produziert werden. Auch in den Wintermonaten ist die Ausbeute einer Photovoltaikanlage geringer als in den Sommermonaten. Das muss nicht bedeuten, dass im Winter keine Sonne scheint. Im Winter ist es allerdings öfter bewölkt, sodass weniger Strom hergestellt werden kann.
Wo können Photovoltaikanlagen im Hausbau eingesetzt werden?
Wer sein Haus auf eine umweltfreundliche Weise umgestalten möchte, sollte auf jeden Fall Photovoltaikanlagen benutzen. Diese eignen sich vor allem für die nächtliche Beleuchtung. Diese Beleuchtung hat in der Regel nur einen dekorativen Zweck, um bei dunkler Nacht einen schön beleuchteten Garten zu bestaunen. Damit dabei kein Strom verbraucht wird, können solare Terrassenlampen benutzt werden. Diese verfügen oben über kleine solare Paneele, welcher tagsüber von der Sonne angestrahlt werden. Dabei wird Energie erzeugt, welche dann nachts wieder in Licht umgewandelt wird. Diese solaren Leuchten sind in der Regel nicht teurer als die gewöhnlichen Lampen, die mit Strom funktionieren. Meistens reicht eine volle Ladung der Batterie aus, um den Garten die ganze Nacht zu beleuchten. Der Nachteil an den solaren Leuchten ist allerdings die Batterie. Diese verfügt über eine nur eingeschränkte Lebensdauer und muss nach einigen Jahren ersetzt werden, da sie nicht mehr genügend Energie speichern kann. Hier wird dann aber meistens die komplette Leuchte ersetzt.
Photovoltaikanlagen können also nicht nur auf dem Dach, sondern auch in vielen anderen Bereichen des eigenen Zuhauses eingesetzt werden. Immer stärker wird ihr Einsatz in den mobilen Geräten und Gadgets. Zur Zeit werden auch Hüllen für Smartphones hergestellt, mit deren Hilfe die Smartphones solar geladen werden können.
Dies ist ein Gastbeitrag von Michael Steinert.
Michael Steinert ist Redakteur bei Tobra-Promotion. Er studierte Medienkommunikation, ist Technik- und Computerfan und stets offen für innovative Ideen und Kreationen.
Als Redakteur bei Tobra-Promotion, einem Online-Vertrieb für individuelle Werbegeschenke, beschäftigt er sich zudem mit den Themen Marketing, interessante Gadgets oder Neuigkeiten aus den Bereichen Elektronik und Elektrotechnik.