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Fotovoltaïsche cel
A 10. Photovoltaikzelle cm bei 10 cm
Wie wird aus Sonnenlicht Strom? - Universität Flandern

EIN Photovoltaikzelle, ebenfalls PV-Zelle genannt, ist ein Solarzelle Das Licht Umsatz in Elektrizität.

Der wichtigste Teil einer gewöhnlichen Photovoltaikzelle ist ein Stück halbleitend Material mit a pn-Übergang (Fotodiode). Der elektrische Strom kann nur in eine Richtung durch die Solarzelle fließen. Wenn da (Sonne)Licht (elektromagnetische Strahlung) fällt auf die Solarzelle, Elektronen losgelassen, die sich dann in die gewünschte Richtung bewegen. Diese abgelösten Elektronen bilden den erzeugten elektrischen Strom.

Um diese Zellen praktisch nutzen zu können, sind sie normalerweise Sonnenkollektor montiert, dass dann der Name PV-Panel (Photovoltaik) bekommt. Ein Solarpanel liefert Gleichspannung. Das Panel kann an ein Konverter zu Wechselstrom Spannung zu bekommen. Die Energie kann sofort von den daran angeschlossenen Geräten genutzt werden. Es kann auch ein Batterie belastet werden. Speichern in a Batterie ist nur sinnvoll, wenn es keine gibt Netzstrom ist zum Beispiel für Beacons, Caravans, Boote und Beschilderung erhältlich. Wenn ein PV-Panel an das Stromnetz angeschlossen ist, kann es dieses möglicherweise mit Strom versorgen. Das Zusammenspiel von Eigenerträgen und Einspeisung von Überschüssen ins Netz ist deutlich rentabler als die Speicherung in einer Batterie.

Operation

Eine Photovoltaik-Solarzelle enthält ein dünnes Stück halbleitend Material. Dies ist zum Beispiel eine dünne Siliziumplatte von 3 mm Dicke mit einem Durchmesser von 10 cm. Die Solarzelle kann auch kleine lichtabsorbierende Partikel enthalten, die von einem tragenden, vielleicht sogar transparenten und flexiblen Substrat getragen werden.

Beispiel: eine monokristalline Siliziumzelle

sehen Halbleiter (Festkörperphysik) für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Dieses Beispiel betrifft eine Silizium-Solarzelle mit einer regelmäßigen Met Kristallstruktur. Ein Siliziumatom hat in seiner äußeren Hülle vier Elektronen. Die Elektronen tragen zur Starrheit der Kristallstruktur bei, werden aber selbst leicht abgelöst, beispielsweise wenn Sonnenlicht auf sie fällt.

Rohes Silizium leitet kaum Strom. In diesem Staub fällt ein vom Sonnenlicht getroffenes Elektron leicht an seinen alten Platz zurück. Daher von rein Silizium ein Halbleiter, der durch Zugabe anderer Substanzen (in kleinen Mengen) hergestellt wird. An der Spitze der Wafer wird zum Beispiel Phosphor und ganz unten Bor hinzugefügt. Die hinzugefügten Atome erhalten einen Platz in der Kristallstruktur.

Photovoltaikzelle

Phosphor (im Vergleich zu Silizium) hat ein zusätzliches Elektron in seiner äußeren Hülle, das nicht wirklich benötigt wird, um die Bindungen aufrechtzuerhalten. Dieses Elektron hat mehr Freiheit und sorgt für eine bessere Stromleitung im Silizium. Bor hat in seiner äußeren Hülle ein Elektron weniger als Silizium. Wenn am Boden Boratome hinzugefügt werden, entstehen Löcher, die dafür sorgen, dass Elektronen leichter durch das Material gelangen können. Dies sorgt auch für eine bessere Stromleitung in der Solarzelle.

Kurz nach der Kombination dieser Stoffe wandern einige Elektronen von der Phosphorseite (der Seite mit der n-Dotierung) auf die Borseite. Diese Elektronen füllen die Löcher, auf die sie treffen. In der Mitte wird eine Schnittstelle gebildet. Das Ergebnis ist, dass die Oberseite (die n-Typ-Seite) positiv geladen wird und die Unterseite negativ geladen wird. Irgendwann wird die Spitze so positiv geladen, dass der Durchgang der Elektronen aufhört. Es wurde ein Halbleiter geschaffen, durch den elektrischer Strom nur in eine Richtung fließen kann. Die Grenzfläche in der Mitte, an der Elektronen Löcher gefüllt haben, heißt Erschöpfungszone.

Die PV-Zelle als Stromquelle

Strom fließt nur durch die Solarzelle, wenn Licht darauf fällt. Aufgrund der Sonneneinstrahlung, Elektronen losgeschlagen. Sie lösen sich von den Atomen, mit denen sie verbunden sind, und bewegen sich frei durch das Material (den Halbleiter). (Sie sind von der Valenzband zum Leitungsband PhD.) Im Prinzip können die freien Elektronen nur in eine Richtung gehen. Sie fließen zur Seite mit der n-Dotierung. Dadurch fließt Strom durch die Solarzelle. Strom fließt vom Halbleiter zu den an die Schaltung angeschlossenen elektrischen Geräten.

Wenn ein Elektron durch Sonnenlicht ausgestoßen wird, a Loch. Wenn das Elektron weg ist, haben Hunderte anderer Elektronen Platz, um sich durch die Substanz zu bewegen. Dabei füllen sie immer ein Loch, wodurch ein weiteres Loch entsteht. Dadurch kann sozusagen ein Loch durch das Material laufen. Die Kreuzung oder der Übergang (der Erschöpfungszone in der Mitte) kann nach Durchlaufen von a . bei Bedarf von einem Elektron gekreuzt werden Photon Sonnenlicht hat getroffen. Die Löcher können auch die Schnittstelle kreuzen, aber sie gehen in die andere Richtung.

Es ist möglich, Zellen mit mehreren Schnittstellen zu erstellen. Solche Zellen können als zwei oder mehr Solarzellen übereinander betrachtet werden.

Geschichte

Der Begriff "Photovoltaik" kommt von a Altgriechisch Wort (φώς, phōs) und der Name des italienischen Physikers Volta, an wen die Einheit Volt wird genannt. Es bedeutet wörtlich aus Licht und Strom.

Der photovoltaische Effekt wurde erstmals 1839 vom französischen Physiker erkannt Alexandre-Edmond Becquerel. Die erste Solarzelle wurde 1883 erfunden Charles Fritts gemacht. Er beschichtete einen Halbleiter, Selen, mit einer extrem dünnen Goldschicht, um die Übergänge zu bilden. Das Gerät hatte einen Wirkungsgrad von 1%. Russell Ohli entdeckte die pn-Übergang 1939. Er patentierte die moderne Solarzelle 1946 (US2402662, "Light sensitive device"). Vorher hatte Sven Ason Berglund hat bereits ein Patent auf Verfahren zur Erhöhung der Kapazität lichtempfindlicher Zellen. Die moderne Ära der Solarenergietechnik begann 1954, als bei Bell-Labors Es wurde unerwartet entdeckt, dass Silizium sehr lichtempfindlich ist, wenn es bestimmte Verunreinigungen enthält. Die Entdeckung führte zur Herstellung der ersten praktisch nutzbaren Solarzelle mit einem Wirkungsgrad (Solarenergie im Vergleich zu elektrischer Energie) von etwa 6%.

Der bekannteste PV-Zelltyp hat eine große Oberfläche und eine einzelne Schicht, deren Dicke in Mikrometern angegeben wird. Sie können beispielsweise 300 Mikrometer dick sein. Diese Schicht ist Diode mit einem p-n-Übergang. Später wurden PV-Zellen mit Dünnschichttechnologie hergestellt, deren Schichten dünner als 1 Mikrometer waren. Mehrere Ebenen werden übereinander gelegt, wobei jeder Ebene eine andere Aufgabe zugewiesen wird. Sie absorbieren beispielsweise jeweils einen Teil des Sonnenlichts. Jede Schicht ist auf einen bestimmten Teil des Sonnenspektrums abgestimmt. Die Designer sind bestrebt, möglichst viele Wellenlängen der Spektrum fangen. Die Entwicklung von Quantenpunktzellen ist relativ neu. Sie enthalten extrem kleine Nanopartikel von etwa 20 Nanometer die aus Elektronen bestehen.

Anwendungen

Raumfahrt

Die ersten brauchbaren PV-Zellen wurden in den 1950er Jahren entwickelt, weil die Menschen eine Energiequelle im Weltraum haben wollten. Sie nutzten geschickt die Tatsache, dass für die Elektronik - damals die Transistor - Es entstand eine Technologie, die auf der Züchtung von Silizium-Einkristallen basiert. Durch Doping war das ganz einfach von diesem besonders reinen Silizium (typischerweise 1 Fremdatom pro 1013) um eine Solarzelle herzustellen. Das Problem war, dass der Ertrag nur wenige Prozent der auftreffenden Sonnenenergie ausmachte und im Weltraum schnell Schäden aus der Höhe auftraten Strahlungspegel.

Dabei übersahen sie auch, dass für die Herstellung der Zelle viel Energie aufgewendet werden musste. Man musste die Zelle sehr lange benutzen, um sie herauszuholen, aber für die Raumfahrt war das kein Problem. Es ignorierte auch die Tatsache, dass Silizium eine indirekte Bandlücke hat, was die potenzielle Ausbeute stark einschränkt. Andererseits war Silizium einer der wenigen Halbleiter, über die die Leute viel wussten. Dieses Wissen zu entwickeln hatte viel Zeit und Geld gekostet.

Irdische Anwendungen

Auch auf der Erde werden Solarzellen immer häufiger eingesetzt, vor allem dort, wo a Wandsteckdose ist nicht erreichbar. Sie wurden seitdem stark verbessert und liefern einen höheren Ertrag. Seit der ersten Ölkrise in den 1970er Jahren wurde nach Möglichkeiten gesucht, Energie in viel größerem Maßstab zu erzeugen. Anfang der 1980er Jahre wurde diese Forschung durch Budgetkürzungen aller Art weitgehend auf Eis gelegt, doch nach dem Anstieg der Ölpreise in den Jahrtausendjahren wächst das Interesse an dieser Technologie wieder.

Bereits um 1980 war klar, dass die Zellen aus etwas anderem als einem Einkristall bestehen müssen, um wirklich mit anderen Technologien konkurrieren zu können. An sich gibt es keinen grundsätzlichen Grund, warum dies nicht möglich sein sollte. Die extrem hohe Reinheit und der monokristalline Charakter sind für eine Solarzelle an sich nicht notwendig.

Die Forschung konzentriert sich daher auf eine Reihe von Aspekten:

  • andere Materialien (vorzugsweise mit direkter Bandlücke)
  • nichtkristalline oder polykristalline Halbleiter
  • billigere Produktionsverfahren (sowohl in Bezug auf Geld als auch auf Energie)
  • Zellen mit mehr als einer Bandlücke

Es hat sich beispielsweise als möglich erwiesen, Halbleiter wie CuInSe . zu verwenden2 im dünne Schichten verdampfen und erreichen damit recht hohe Ausbeuten (17%). Auch amorphes Silizium ist möglich. Diese Arten von Systemen erfordern keine teure und energieaufwendige Kristallzüchtung.

Lichtabsorbierende Materialien

Alle photovoltaischen Solarzellen benötigen ein Material, das Photonen (aus dem Sonnenlicht) zur Stromerzeugung. Die lichtabsorbierenden Materialien funktionieren nicht alle gleich. Sie können jeweils nur einen Teil des Spektrums des Sonnenlichts absorbieren: Sie sind für bestimmte Wellenlängen (Farben) des Sonnenlichts geeignet. Außerhalb der Atmosphäre hat das Sonnenlicht eine andere Zusammensetzung. Es gibt Solarzellen, die dafür optimiert sind.

Silizium als Schüttgut

Silizium in einer Solarzelle muss nicht so rein sein wie Silizium für Halbleiter in Computerhardware, die sehr hohe Anforderungen stellt. Silizium dringt in die Verbindung auf der Erde ein Kieselsäure (SiO2) vor dem. Es ist einer der häufigsten Stoffe, aber es braucht viel Energie, um daraus Silizium (Si) herzustellen. Im aktuellen Produktionsprozess reagiert Kohlenstoff mit Kieselsäure bei einer hohen Temperatur von einigen tausend Grad Celsius. Dieses Silizium hat eine Reinheit von ca. 98%. Bevor das Rohmaterial die gewünschte Reinheit erreicht hat, sind weitere Arbeitsgänge erforderlich.

Festes Siliziumdioxid kann auch direkt in reines Silizium umgewandelt werden durch Elektrolyse in einer Kochsalzlösung bei niedrigerer Temperatur. Diese Art von Silizium pulverisiert leicht. Sie werden dann zu Körnern von wenigen Mikrometern Dicke. Diese Immobilie kann Chancen für die Photovoltaikindustrie bieten.

Ein Siliziumblock kann auf verschiedene Arten hergestellt und geschnitten werden:

  1. monokristallines Silizium (c-Si) wird häufig mit dem Czochralski-Prozess produziert. Ein Stab wird in ein Gefäß mit geschmolzenem Silizium eingeführt. Die (rotierende) Stange wird langsam nach oben gezogen. Die Spitze des Stabes ist ein Kristall. Das geschmolzene Silizium übernimmt die Kristallstruktur dieser Stelle, wenn es aus dem Gefäß gezogen wird. Der Siliziumkristall, der wie ein Zylinder aussieht, wird dann in Scheiben geschnitten. Diese Scheiben sind die sogenannten Waffeln (englisch: Waffeln). Sie sind kreisförmig und können daher nicht die gesamte Solarzelle abdecken. Die Ecken der Zelle werden nicht ausgefüllt. Jedes weitere Sägen würde einen großen Verlust an gutem Material bedeuten. Die Wafer sind etwa 0,3 mm dick.
  2. polykristallines Silizium (poly-Si oder mc-Si) wird hergestellt, indem flüssiges Silizium in quadratische Formen gegossen wird. Der Herstellungsprozess ist einfacher und kostengünstiger. Die großen Blöcke aus geschmolzenem Silizium werden schonend abgekühlt und verfestigt. Die darauf sichtbaren dunklen Flecken sind die unstrukturierten Schmelzpunkte zwischen den verschiedenen Kristallen im Block. Die Kristalle verbinden sich nicht gut miteinander und daher ist die Effizienz der Zellen geringer. Aus dem gegossenen Block werden polykristalline Siliziumwafer mit einer Dicke von 180 bis 350 Mikrometern (durch Drahtsägen) gesägt. Beispielsweise weisen die Scheiben eine schwache p-Dotierung auf, bevor eine n-Dotierung auf der Oberfläche durchgeführt wird. Es entsteht ein pnÜberleitung einige hundert Nanometer unter der Oberfläche. Große Hersteller verwenden für Solarzellen in der Regel polykristallines Silizium, da die Produktionskosten monokristalliner Zellen höher sind.
  3. Siliziumstreifen werden durch Subtrahieren von Scheiben aus geschmolzenem Silizium hergestellt. Sie haben eine polykristalline Struktur. Sie haben einen geringeren Wirkungsgrad als das Poly-Si, sparen aber Kosten, da weniger Siliziumabfall anfällt. Bei dieser Methode ist kein Sägen erforderlich.
  4. Splitterzellen sind extrem dünne Scheiben aus monokristallinem Silizium. Da sie so dünn sind, dass sie dennoch Licht durchlassen, können sie in semitransparenten Gebäudefassaden vielseitig eingesetzt werden. Sie sparen viel Material und wirken doppelseitig: Die Scheiben können Licht von zwei Seiten absorbieren. Es kombiniert die Eigenschaften von kristallinem Silizium mit den Kosteneinsparungen, die die Dünnschichttechnologie auszeichnen. Die Australian National University produziert Splitterzellen.

Silizium in Dünnschichttechnologie

Bei der Dünnschichttechnologie ist es oft amorph Silikon verwendet. Es hat keine Kristallstruktur, sondern ist unregelmäßig geformt. Es hat verdrehte Bindungen und lose Enden. Die Atome an den Enden fangen zu unerwünschten Momenten Elektronen ein und arbeiten so gegen den elektrischen Strom. Daher gibt es Wasserstoff hinzugefügt, um die Enden zu verbinden. Die Herstellungskosten von amorphem Silizium sind niedriger als die von polykristallinem Silizium. Die Ausbeute ist geringer. Dies gilt auch für die Quanteneffizienz (die Teil der Gesamteffizienz ist), da mit den einfallenden Photonen weniger Ladungsträger erzeugt werden als bei Poly-Si.

Für die Produktion, Silangas (SiH4), die das Silizium enthält, und Wasserstoffgas (H2) benutzt. Es wird durch Plasma-verstärkt aufgetragen - chemische Gasphasenabscheidung (PE-CVD). Je nach Methode kann das Endergebnis Folgendes umfassen:

  1. amorphes Silizium (a-Si oder mit zusätzlichem Wasserstoff a-Si:H) oder
  2. protokristallines Silizium oder
  3. nanokristallines Silizium (nc-Si oder mit zusätzlichem Wasserstoff nc-Si:H)

Amorphes Silizium hat einen höheren Bandabstand (1,7 eV) als kristallines Silizium (c-Si) (1,1 eV). Amorphes Silizium kann sichtbares Licht besser absorbieren, umfasst jedoch nicht den Infrarotanteil des Spektrums. Amorphes und nanokristallines Silizium können in dünnen Schichten kombiniert werden. Die so zusammengesetzte Zelle wird als Tandemzelle bezeichnet. Die obere Zelle aus a-Si absorbiert das sichtbare Licht und leitet das Infrarot an die untere Zelle aus nanokristallinem Silizium weiter.

cis

Die Abkürzung CIS steht für CuInSe2 (Kupfer, Indium und Selenid). Die Ausbeute dieser Zellen beträgt 13,5% (erreicht im Jahr 2005). Die Produktionskosten sind noch hoch. Die Technologie befindet sich noch in der Entwicklung. Spezifische optische und elektrische Eigenschaften dieser Stoffe (und anderer sehr ähnlicher Stoffe) ermöglichen die Herstellung von Solarzellen für bestimmte Zwecke. Der Stoff Seleen (Se) sorgt für eine gute gleichmäßige Struktur der Schicht. Als Ergebnis ist die Anzahl der Stellen, an denen sich Elektronen und Löcher gegenseitig aufheben (Rekombinationsflecken), klein. Dies hat Vorteile für die Quanteneffizienz und damit auch für die Konversionseffizienz.

CIGS

CIGS ist eine Sammelbezeichnung für Dünnschichtverbundwerkstoffe. Die Abkürzung steht für Kupfer (Kupfer), Indium, Gallium und Selenid. Es ist eine Variante von CIS. Die Solarzelle kann nicht mit einem einfachen Modell eines einzelnen pn-Übergangs (wie bei einer Siliziumzelle) beschrieben werden, da sie mehrere Übergänge. Durch die Verwendung von Gallium vergrößert sich die Bandlücke der CIGS-Schicht (im Vergleich zu einer CIS-Solarzelle) und damit die elektrische Spannung. Gallium ersetzt oft Indium, da es weniger selten ist.

Im Dezember 2005 erzielte CIGS eine Rendite von 19,5 %. Eine höhere Effizienz (ca. 30%) kann erreicht werden, indem das Licht mit optischen Instrumenten gebündelt und auf die Zelle gerichtet wird. Für flexible CIGS-Zellen (mit einem Polyimid-Substrat) erreichten Tiwari und sein Team an der ETH in der Schweiz eine Umwandlungseffizienz von 14,1% (2005).

Produktion

Die photovoltaische Zelle ist normalerweise a Halbleiter. Wenn es sehr dünn ist, kann ein Trägersubstrat verwendet werden. Mit Polyethylenterephthalat Als Trägermaterial können beispielsweise flexible Solarzellen hergestellt werden.

Fertig

Der Halbleiter erhält a Antireflexbeschichtung damit mehr Licht gesammelt werden kann. Siliziumnitrid wird zunehmend als Beschichtung verwendet und ersetzt Titandioxid. Die neue Beschichtung sorgt zudem für eine Oberflächenpassivierung. Die Oberfläche des Halbleiters (der eigentlichen Solarzelle) ist ein sehr unregelmäßig geformter Bereich, in dem Ladungsträger (Elektronen und Löcher) heben sich oft gegenseitig auf. Die Beschichtung verhindert dies weitestgehend. Die Beschichtung erfolgt in einer Schicht von wenigen hundert Nanometern mittels Plasma-Enhanced chemische Gasphasenabscheidung (PE-CVD) angewendet. Auch die Rückseite einer Solarzelle kann bearbeitet werden. Einfallendes Licht, das die Zelle passiert hat, wird an der Unterseite reflektiert und gibt ihr eine weitere Chance, die Solarzelle mit Energie zu versorgen.

Einige Solarzellen haben Texturen auf der Seite, auf die das Sonnenlicht trifft, wodurch die gesammelte Lichtmenge erhöht wird. Die Texturen (Grate, Miniaturpyramiden, etc.) sorgen dafür, dass das Sonnenlicht weitestgehend reflektiert und nicht reflektiert wird.

Die Solarzelle ist mit Metallelektroden versehen. Auf der Vorderseite sind dünne Fäden (aus Silberpaste) auf die Oberfläche gedruckt. Auf der Rückseite ist vollflächig eine leitfähige Elektrode angebracht, die ebenfalls mittels Siebdruck einer Metallpaste angebracht wird. In diesem Fall handelt es sich um eine Aluminiumpaste. Manchmal wird nicht die gesamte Rückseite mit einer Elektrode bedeckt, sondern eine Gitterstruktur gedruckt. Die Metallelektroden benötigen eine Art Wärmebehandlung (Sintern) um dorthin zu kommen Ohm Stoff zu machen.

Nach dem Anbringen der Metallkontakte werden die Solarzellen mit Flachdrähten oder Metallbändern miteinander verbunden. Auf diese Weise werden Solarmodule und Panels zusammengebaut. Sie haben auf der Vorderseite Glas und auf der Rückseite eine Polymerschale.

Effizienz

Neben der Verbesserung der Qualität der Solarzellen gibt es verschiedene Möglichkeiten, den Wirkungsgrad einer Photovoltaikzelle zu steigern.

Licht sieben

Die höchsten Erträge wurden mit Zellen erzielt, die als eine Art Lichtgitter fungieren. Eine gewöhnliche Zelle hat den Nachteil, dass Photonen mit einer höheren Energie als der der Bandlücke sozusagen auf letztere Energie abgebaut werden. Dadurch geht viel potenzielle Rendite verloren. Es wäre am besten, das Licht nach Farbe zu sortieren und jede Farbe auf eine Zelle mit einer entsprechenden Bandlücke zu legen. Es hat sich als möglich erwiesen, ein solches "Sieb" durch Aufbringen verschiedener Halbleiterschichten übereinander herzustellen. Damit wurde eine Rendite von 43% erzielt. Solche Zellen sind zu teuer, um von praktischem Nutzen zu sein.

Es ist interessant, die Effizienz einer solchen Zelle mit der Effizienz von zu vergleichen Photosynthese (Umwandlung von Licht in Energie durch Pflanzen), worauf die gesamte Landwirtschaft (und damit auch Biodiesel etc.) basiert: Die Photosynthese hat weniger als 1% Wirkungsgrad.

Zeitleiste der Energieumwandlungseffizienz von Solarzellen (vom National Renewable Energy Laboratory, USA)

Bündelung des Sonnenlichts

Eine weitere Methode zur Effizienzsteigerung ist die Bündelung des Sonnenlichts durch optische Instrumente. Möglich ist auch der Einsatz von ein- oder zweiachsigen Nachführsystemen, die von morgens bis abends der Sonne folgen und das Licht auf die Solarzellen konzentrieren. Australien und Ägypten haben angekündigt, dass sie eine Installation erstellen werden, die diese Methode verwendet.

Kraftwerke im Vergleich

Die Entwicklungen in diesem Bereich sind rasant und die Zahl altert daher schnell. Einige aktuelle oder in naher Zukunft zu realisierende Beispiele Kraftwerke sein:

Zu Photovoltaikanlagen:

  • Erlasee (und Arnstein), 12 MW, damals die größte Photovoltaikanlage Deutschlands und auch der Welt, wurde 2020 von einer 180 MW-Anlage bei Berlin überholt. [3]
  • Spülen/Börse (Seeland) / Zonnepark Scaldia (Solarpark Zeeland) ist mit 54,5 MW die größte Photovoltaikanlage in den Niederlanden seit Ende 2019. Im Flagtwedde (Groningen) ist jedoch eine 109-MW-Anlage geplant, die im zweiten Halbjahr 2020 in Betrieb gehen soll. [4]
  • Queensland (Australien): Etwa 50 km von Gladstone entfernt wird die Rodds Bay Solar Farm entstehen, die 300 MW liefern wird. [5]
  • Abu Dhabi, Hauptstadt der EmiratAbu Dhabi und von der Vereinigte Arabische Emirate, 1200MW. Dies ist derzeit die größte Photovoltaik-Anlage der Welt, aber in Ägypten in der Nähe der Assuan-Staudamm installierte eine Photovoltaikanlage von 1,8 GW (18.000 MW). Saudi-Arabien plant aber auch eine Photovoltaikanlage von nicht weniger als 200 GW (200.000 MW), die bis 2030 fertig sein soll.[6]

Zukunftserwartungen

Es ist schwer vorherzusagen, wie die Energiezukunft unserer Erde aussehen wird. Solarzellen werden nie so viel Energie so konzentriert liefern wie wir von uns Fossil oder nuklear werden zur Wiederbelebung verwendet. Andererseits ist die Ausbeute von Photosynthese weniger als 1% und daraus beziehen wir alle Lebensmittel, Leder, Holz, Wolle, Baumwolle und in Brasilien sogar einen Großteil des Alkohols, mit dem die Menschen fahren. Der Vorteil einer PV-Zelle gegenüber Biotreibstoff ist, dass PV kein gutes Ackerland, keine Bewässerung oder Dünger benötigt. Eine Zelle kann auch nah am Nutzer montiert werden (z.B. auf dem Dach) und die Energiegewinnung ist modulardh: einige Zellen können leicht hinzugefügt oder verkauft werden. Dadurch ist es einfacher, Angebot und Nachfrage abzustimmen als beispielsweise mit a with Kernkraftwerk.

Neben den Kosten (sowohl in Geld als auch in Energie) ist ein weiteres Problem die intermittierende Natur der Erzeugung. Die Sonne scheint nachts nicht. Entwicklung immer besserer Formen der Energiespeicher erfordert daher zunehmende Aufmerksamkeit.

Siehe auch

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