Das Dach als Energiequelle: Photovoltaik

Als der französische Physiker Alexander Edmund Bequerel im Jahr 1839 den Photoeffekt entdeckte, schuf er auch die Voraussetzung für Solarzellen – die Grundkomponente jeder Photovoltaikanlage. Anwendungsfähige Photovoltaiksysteme gab es allerdings erst Mitte des 20. Jahrhunderts. Seitdem wird die Technik der Photovoltaik ständig weiterentwickelt. Die neuste Innovation ist eine Materialsynthese aus photoreaktiven Partikeln und Baustoffen auf Zementbasis. Dieses Verfahren basiert auf den Prinzipien der Farbstoffsolarzellen (Forschungsplattform Universität Kassel).

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Solarzellen bestehen aus zwei Schichten mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften. Bei Lichteinfall baut sich elektrische Spannung auf, die in Gleichstrom oder mithilfe eines Wechselrichters auch in Wechselstrom umgewandelt werden kann. Es gibt verschiedene Zellentypen, die sowohl nach dem verwendeten Halbleitermaterial als auch nach der Zelltechnologie differenziert werden:

• monokristallines Silizium
• moly- bzw. multikristallines Silizium
• amorphe Silizium-Solarzellen
• Dünnschichtzellen

• Statik des Daches
• Funktionsfähigkeit der Dachabdichtung
• ausreichende Dachdämmung
• Dachaufbauten wie Antennen bzgl. Verschattung prüfen
• Wachstum von Bäumen

Bei Indachlösungen werden die Solarmodule in die Ebene der Dachdeckung integriert und diese somit in Teilen oder in Gänze ersetzt. Die Lösung ist optisch ansprechender und die Elemente liegen geschützter. Zudem sind der Verbrauch an Eindeckungsmaterial und die vom Dach zu tragenden Lasten geringer. Diese Lösung bietet sich insbesondere bei Neubauten an.

Berücksichtigt werden sollte bei der Auslegung der Anlage außerdem die Leistungsabnahme durch Alterung der Module (Degradation). Man unterscheidet zwischen Anfangs- und Langzeitdegradation. Des Weiteren ist eine effiziente Erhöhung des selbst verbrauchten Stromanteils nur durch den Einsatz von elektrischen Speichern möglich. Die Kosten für eine gespeicherte kWh Strom reichen heute noch von ca. 25 Cent bis zu einem Euro. Mit der fortschreitenden technischen Entwicklung der Akkusysteme werden die Kosten allerdings sinken.

“Das Ende der Dominanz der fossilen Brennstoffe ist näher, als manch einer denkt", meint der Zukunftsforscher Lars Thomson. Schon bald seien die erneuerbaren Energien weltweit günstiger als die fossilen. Eines der größten Wachstumsfelder und zugleich eine der größten Herausforderungen werde dabei die Zwischenspeicherung sein, so Thomson.

Fachwissen zum Thema

Surftipps

• www.baunetzwissen.de/Solar