Solarmodule verwenden nach Angaben des US-Energieministeriums Photovoltaik-Zellen zur Stromerzeugung. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen ist Solarenergie eine unendlich erneuerbare Energiequelle. Schließlich werden fossile Brennstoffe, eine nicht erneuerbare Energiequelle, erschöpft sein und die Welt wird sich erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windkraft zuwenden müssen. Mit der Entwicklung neuer Solartechnologien sinken die Kosten für Solarmodule, während ihre Effizienz steigt. Sonnenkollektoren sind in der Lage, Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umzuwandeln.
Funktion
Wenn Photonen der Sonne auf eine Photovoltaikzelle treffen, werden nach Angaben des US-Energieministeriums Elektronen aus der Photovoltaikzelle freigesetzt. Diese Elektronen wandern zur Oberfläche der Photovoltaikzelle, wodurch ein Ladungsungleichgewicht zwischen der Rückseite und der Vorderseite der Zelle entsteht. Dadurch entsteht eine potenzielle Spannung, die den gegenüberliegenden Enden einer Batterie ähnelt. Werden diese beiden Flächen über einen externen Verbraucher wie ein Gerät verbunden, entsteht Strom.
Größe
Einzelvoltaische Zellen können nach Angaben des US-Energieministeriums eine Größe von 0,5 bis 4 Zoll im Durchmesser haben.
Nachteile
Ein Nachteil der Verwendung von Sonnenkollektoren zur Stromerzeugung besteht darin, dass die Menge an Sonnenlicht, die die Erdoberfläche erreicht, laut dem US-Energieministerium nicht konstant ist. Die Energiemenge, die von der Sonne an die Erdoberfläche geliefert wird, hängt von der Jahreszeit, der Tageszeit und den Wetterbedingungen ab. Solarenergie ist schwer zu speichern, was eine weitere Herausforderung darstellt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass große Flächen mit Sonnenkollektoren gebaut werden müssen, um eine nennenswerte Energiemenge zu sammeln.
Vorteile
Ein Vorteil der Verwendung von Sonnenkollektoren zur Stromerzeugung besteht darin, dass laut dem US-Energieministerium keine sperrigen mechanischen Generatoren zur Stromerzeugung benötigt werden. Bei der Nutzung fossiler Brennstoffe werden große Generatoren benötigt. Solarpanel-Systeme sind außerdem einfach und schnell zu installieren und können in der Größe variieren. Der Hauptvorteil der Verwendung von Solarmodulen zur Stromerzeugung besteht darin, dass Energie ohne Freisetzung von Kohlenstoffemissionen erzeugt wird.
Geschichte
Die ersten Photovoltaik-Systeme wurden 1954 von Bell Telephone-Forschern nach Angaben des US-Energieministeriums entwickelt. Ab den späten 1950er Jahren wurden Photovoltaikzellen zur Stromversorgung von NASA-Weltraumsatelliten verwendet. Bald darauf wurden Photovoltaikzellen verwendet, um kleine Gegenstände wie Uhren und Taschenrechner zu betreiben.
Fun Fact
Die Menge an Sonnenenergie, die in einer Stunde auf die Erde fällt, ist laut Pnas.org größer als die Energiemenge, die Menschen in einem ganzen Jahr verbrauchen.
