Photovoltaik – sauber, nachhaltig, zukunftsorientiert

Wasserkraft, Windkraft, Solarenergie, Bioenergie und Gezeitenkraft. Diese fünf verschiedenen Energieformen sind alles nachhaltige und regenerative Energien. Dabei erzeugen alle ihre Energie in Form von Strom aus natürlichen und langfristig vorkommenden Quellen.

Bei der Wasserkraft wird die Energie durch Wasser erzeugt, welche eine Turbine antreibt, die dann den Strom erzeugt. Ähnlich funktioniert es mit der Windkraft, nur wird statt des Wassers der Wind zum Antreiben der Turbine genutzt. Bei der Gewinnung von Energie aus den Gezeiten wird der natürliche Gezeitenstrom des Wassers ebenfalls zum Antreiben von Turbinen genutzt. Die Bioenergie wird mit Hilfe von Biomasse gewonnen. Dabei können verschiedene Energieformen wie Wärme, elektrische Energie oder Biokraftstoff hergestellt werden.

Die Photovoltaik ist es, die zur Erzeugung von Strom die Solarenergie (oder auch Sonnenenergie) nutzt. Dazu werden sogenannte Solarmodule oder Solaranlagen verwendet. Die Menge des Erzeugten Stromes hängt hier dann von der Menge des einstrahlenden Sonnenlichts, dem Einstrahlungswinkel, der Temperatur aber auch der Größe der Photovoltaikanlage. Die Photovoltaikanlage sind alle einzelnen Solarzellen, die zur Erzeugung von Strom zusammengeschaltet sind.

Das Kernstück einer jeden Solarzelle sind die zwei Schichten aus einem Halbleitermaterial im Inneren. Der am meisten verwendete Halbleiter ist Silizium. Sobald Licht auf diese Schichten fällt, werden die Elektronen in dem Material angeregt und es wird Strom erzeugt.

Photovoltaik auf Hausdach

Eine komplette Solarzelle besteht auch noch aus anderen Bestandteilen. Da durch die Wärme sich das Material auch ausdehnt kann es zu Spannungen innerhalb des Materials kommen. Um dies zu verhindern, gibt es eine spezielle Schicht, die eben dies verhindert. Des Weiteren werden in der Solarzelle auch Folien eingearbeitet, damit keine Feuchtigkeit in diese eindringt und es zu keiner Korrosion kommt. Alle diese Schichten sind in einem stabilen Rahmen häufig aus Aluminium, mit dem die Solarzelle an den Profilen beispielsweise auf dem Dach befestigt. Durch zwei Kontakte kann der Strom aus dem Modul geführt werden. Damit das Solarmodule beispielsweise durch Hagel nicht beschädigt wird, wird es nach oben durch eine stoßfeste Glasscheibe geschützt.

Photovoltaik kann auf verschiedene Arten angewendet werden. Die erste Möglichkeit, an die die meisten vermutlich als erstes denken, ist natürlich die Photovoltaikanlage auf dem Dach. Der durch sie erzeugte Strom kann entweder direkt genutzt werden oder er kann für einen bestimmtem Tarif verkauft und ins öffentliche Stromnetz verkauft werden. Hierbei gilt es zu beachten, dass der erzeugte Strom Gleichstrom ist. Damit dieser in das Stromnetz eingespeist werden kann, ist es notwendig, dass er zunächst in Wechselstrom gewandelt wird. Dies geschieht über einen Wechselrichter. Die Menge des eingespeisten Stroms wird von einem Stromzähler gezählt. Es gibt aber auch viele Anwendungen, bei denen Geräte direkt durch eine Solarzelle mit Strom versorgt werden. Beispiele hierfür sind Taschenrechner oder Parkscheinautomaten. Nicht zu verwechseln ist die Photovoltaik natürlich mit der Solaranlage. Letztere ist meistens  dazu gedacht Wasser zu erwärmen und somit in modernen Häusern ein Teil der Heizungsanlage. Auch wird hier nicht der photovoltaische Effekt genutzt, sondern schlicht die Wärmestrahlung der Sonne um ein Wasser-Gemisch zu erhitzen welches an die Heizungsanlage gekoppelt ist.

Mikroskop oder: Kurzgeschichte eines Kindes

Stolz hält mir Flo sein neues Handy unter die Nase, “Guck mal was ich zum Geburtstag bekommen habe!”, ruft er aufgeregt. Ich gucke, dann möchte ich es anfassen, aber Flo zuckt zurück erklärt mir, dass ich damit super vorsichtig sein müsste, es hätte bestimmt 500 Euro gekostet. Ich habe mit vielem gerechnet: Einem kleinen Labor für Kinder da er sehr in Naturwissenschaften verliebt ist oder vielleicht ein Mikroskop. Ich versichere ihm, dass ich es ganz vorsichtig anfassen werde und auch nicht fallen ließe. Zögernd reichte er mir das Handy rüber. “Was ist denn so besonders daran? Und warum ist dieses kleine Ding so teuer? Ist da vielleicht ein Stereomikroskop verbaut”, frage ich verwundert. “Das ist das neue iPhone 5S, das gibt es erst seit einer Woche und alle wollen es haben!” erklärt Flo und seine Augen glitzern richtig dabei. “Ja, aber was ist so besonders an diesem iPhone 5S? Was kann es mehr? Hat die Kamera ein kleines Mikroskop dabei? Oder kann es mit die sprechen?”, hake ich noch einmal nach. “Immer diese blöden Mädchen. Ihr versteht auch gar nichts.”, gibt Flo trotzig zurück. So ist das wohl mit 13-jährigen Jungen, denke ich mir und lasse ihn in Ruhe. Dann klingelt auch schon die Schulglocke und der Unterricht geht weiter. Da muss Flo sein tolles iPhone 5S sowieso ausschalten.

In der nächsten Pause steht Flo nur bei den anderen Jungs und zeigt seine neue Errungenschaft stolz herum. Die anderen Jungen sind natürlich hin und weg und auch ein wenig neidisch. Ich stelle mich zu Lara und Madleine und wir spielen eine Runde Gummi-Twist, ehe die letzte Stunde anbricht.

Als ich zu Hause bin, erzähle ich meine Mutter von Flos Geschenk und das es angeblich 500 Euro gekostet haben soll. Meiner Mutter fällt die Kinnlade runter, sie murmelt irgendetwas vor sich hin, will es mir aber nicht sagen. Als Papa abends zu Hause ist, erzählt Mama ihm die Geschichte mit Flo. Auch Papa ist total überrascht. Er fragt Mama “Warum schenken die dem Jungen so etwas teueres denn? Nicht mal ich leiste mir das neue iPhone 5S. Haben sie vielleicht Eheprobleme von denen sie ablenken wollen?” Mama sagt, das wüsste sie nicht, aber so oder so, wäre ein 500 Euro teueres Geschenk für ein 13-jähriges viel zu viel. Wenn es zumindest etwas wäre mit dem man lernen kann. Oder so etwas wie sich die kleine Klarna wünscht: Einen Laborkasten für Kinder.

Einige Wochen später, Flo holt mich wie immer auf dem Weg zur Schule ab, stelle ich fest, dass Flo ganz rote Augen hat. “Was ist denn mit dir los?”, frage ich vorsichtig. “Ach nichts”, blockt Flo ab. “Jetzt sag schon. Ich bin doch deine beste Freundin! Ist etwas passiert?”, ich lass nicht locker. Flo bleibt stehen, “Gestern habe ich mein neues iPhone verloren. Ich konnte es einfach nicht mehr finden.” “Ach du Schreck”, sage ich. “Ich habe es schon wieder, es war bei Lukas ich hatte es da vergessen. Aber als ich dann wieder zu Hause war, habe ich mitbekommen, dass meine Eltern sich streiten. Das machen sie ziemlich oft in letzter Zeit. Meistens denken sie, ich schlafe schon oder höre laut genug Musik. Aber ich kriege ihre Streitigkeiten immer mit. Jedenfalls haben sie sich gestern wieder angeschrien. Meine Mutter hat dann irgendwann gesagt “Geh doch hin wo der Pfeffer wächst” und mein Vater hat gesagt, dass er das jetzt auch machen würde.”, es kullerten Flo wieder ein paar Tränen die Wangen hinunter. Ich nahm Flo in den Arm, “meinst du nicht, dass das nur so dahin gesagt war?”, fragte ich vorsichtig. “Ich weiß es nicht… Los, wir müssen zur Schule, sonst kriegen wir noch Ärger, weil wir zu spät kommen.” Wir rennen los und erreichen den Schulhof gerade beim letzten klingeln.