Allgemeines

  • Erneuerbare Energien, auch regenerative Energien, sind Energien aus Quellen, die sich entweder kurzfristig von selbst erneuern oder deren Nutzung nicht zur Erschöpfung der Quelle beiträgt. Es sind nachhaltig zur Verfügung stehende Energieressourcen zu denen insbesondere Wasserkraft, Windenergie, solare Strahlung (Sonnenenergie), Erdwärme (Geothermie) und die durch Gezeiten erzeugte Energie zählen. Eine andere erneuerbare Energiequelle ist das energetische Potenzial (Biogas, Bioethanol, Holz u. a.) der aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenen Biomasse.

    Erneuerbare Energien stehen gegensätzlich zu den nur für begrenzte Zeit verfügbaren fossilen Energieträgern wie Erdöl, Kohle und Erdgas oder dem für die Kernenergie benötigtem Uran dauerhaft zur Verfügung.
  • Fotovoltaik bezeichnet die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht. Das Wort stammt aus dem Griechischen und leitet sich aus der Bezeichnung für Licht φ „Phos“ und der Bezeichnung für elektrische Spannung „Volt“ ab.
    Entdeckt wurde der fotovoltaische Effekt bereits im Jahr 1839 durch den französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel, dessen Sohn Antoine sich zusammen mit Marie und Pierre Curie interessanterweise mehr mit radioaktiven Strahlung beschäftigte und mit ihnen zusammen 1903 auch den Nobelpreis für Physik erhielt. Heute ist nach ihm die SI-Einheit der Aktivität radioaktiver Substanzen Bq benannt. 

    Wissenschaftlich erforscht und beschrieben wurde die Fotovoltaik 1905 durch Albert Einstein, der dafür im Jahr 1922 den Nobelpreis erhielt (und nicht für seine Relativitätstheorie wie meist vermutet). Just in jenem Jahre 1905 bekam Philipp Lenard den Physik-Nobelpreis, dessen überaus präzise und vollständige Messungen zum Photoeffekt überhaupt erst das Material lieferten, aus dem Einstein dann sein epochales Konzept über die Lichtquanten formte. Doch Lenard selbst überschattete seine Forscherleistung, als er später eine deutsche, arische Physik predigte. Und schließlich noch ein Zufall: Lenard starb hier im Tauberland, in Messelhausen, wo er auch begraben liegt.
  • Solarzellen lassen sich in 2 Hauptgruppen unterteilen: Kristalline und Dünnschicht-Solarmodule. Kristalline Module bestehen aus dünnen Siliziumscheiben, die von ganzen Stangen abgeschnitten werden. Diese werden untereinander verbunden und zu einem Modul zusammen­gefasst.

    In der Dünnschicht­technologie beherrscht die amorphe Siliziumtechnik CVD (chemische Gasphasenabscheidung - chemical vapour deposition) das Markt­segment. Die Herstellung und die Architektur der Zellen unterscheidet sich jedoch grundlegend von der kristallinen Solarzelle. Hier wird mit unterschiedlichen chemischen Prozessen das photoelektrische Material auf einen Träger aufgebracht. Ihre Dicke beträgt nur wenige Prozent der Dicke von kristallinen Zellen. Durch einen höheren Automatisierungs­grad der Herstellungsprozesse ist ihr Preis pro Leistungs­einheit kWp günstiger. Dem steht allerdings ein deutlich geringerer Wirkungsgrad gegenüber. Dies hat zur Folge, dass ein amorphes Silizium-Dünnschichtmodul fast doppelt so groß sein muss wie ein kristallines Modul, um dieselbe Menge Strom zu erzeugen.

    Zu den weiteren Dünnschicht­technologien zählen CuS/CdS (Kupfer- und Cadmium-Sulfide), CdTe (Cadmium-Tellurid), CIS (Cu(In/Ga)Se2) (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid).

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