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Solarenergie im Aufwind (Teil 5): Wie wird aus Sonne Strom?

(vom 19.05.2021)

Eine Solaranlage auf dem Dach: Das hast du bestimmt schon oft gesehen. Um die Energie der Sonne zu nutzen, gibt es mehrere Möglichkeiten:

Eine Solarthermieanlage (das Wort „Thermie“ steht für „Wärme“) erhitzt mit der Wärme der Sonnenstrahlen das Wasser, das ihr im Haus zum Beispiel zum Duschen oder zum Heizen nutzt. Man sagt auch Sonnenkollektor dazu. Bei uns geht es heute aber um Photovoltaikanlagen. Das sind Solaranlagen, die aus Sonnenlicht Strom machen. „Photo“ ist griechisch und bedeutet „Licht“.

Eine Photovoltaikanlage ist aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt, den Solarmodulen. Diese Module wiederum bestehen aus einzelnen Solarzellen. Vielleicht hast du auch einen Taschenrechner mit Solarzellen. In diesen wird das Sonnenlicht in Strom umgewandelt. Doch wie funktioniert das?

Vereinfacht gesagt besteht eine Solarzelle aus zwei Schichten mit einem besonderen Material: Silizium. Wenn die Sonne auf die Solarzelle trifft, lösen sich negativ geladene Elektronen (im Bild mit einem Minus dargestellt) von ihren Atomen und wandern nach oben (in die sogenannte n-Schicht). Die freigewordenen Elektronenlöcher (im Bild mit einem Plus dargestellt) wandern nach unten in die p-Schicht. Es entsteht also ein Minus- und ein Pluspol, ähnlich einer Batterie. Wenn man nun unten und oben ein Kabel anschließt, können die Elektronen auf diesem Weg zurück nach unten wandern. Damit fließt Strom.