Solar Basics

Kurze Einführung in die Solarenergie

Wie funktioniert eine Solaranlage und wie werden Solarmodule hergestellt? Eine Einführung in die Solarenergie vom größten Solarmodulhersteller der Welt.

Funktionsweise

Stromerzeugung auf dem Dach

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  • wiring
  • solar
  • battery
  • power
  • Wechselrichter

  • Kabel

  • Solarmodule

  • Speicher

  • Stromzähler

Die Sonne gehört uns allen. Oder zumindest ihre Energie. Das sollten Sie ausnutzen. Mit Solartechnik wird Ihr Dach zur Stromerzeugungsanlage.

In den meisten Häusern kommt Wechselstrom aus der Steckdose. Doch Solarmodule produzieren Gleichstrom. Hier kommt der Wechselrichter ins Spiel. Problem gelöst.

Durch sie fließt der Strom von den Solarmodulen zum Wechselrichter und von dort sicher in Ihr Stromnetz.

Diese attraktiven Geräte verwandeln Sonnenlicht in Strom – direkt und ohne Lärm oder Emissionen. Ziemlich beeindruckend.

Sie möchten sich lieber komplett unabhängig machen? Speichern Sie Ihren Solarstrom vor Ort, so dass immer genug Energie verfügbar ist. Damit gehören Stromrechnungen der Vergangenheit an!

Ein Anschluss an das öffentliche Stromnetz bietet Flexibilität. Wenn Sie den erzeugten Strom gerade nicht selbst benötigen, wird er ins öffentliche Netz eingespeist. So können ihn andere nutzen und Sie erhalten eine Gutschrift.

Herstellung von Solarmodulen

Herstellung von Solarmodulen

Von Sand Zur Sonne

Schritt 1: Sand

Wie eine Handvoll Sand die Fähigkeit erhält, Sonnenlicht in Strom zu verwandeln.

Sand: Bescheidener Anfang

  • sand
  • silizium
  • ingot
sand ingot silicon

Die meisten heute produzierten Solarmodule werden aus Silizium hergestellt. Silizium ist das am weitesten verbreitete chemische Element dieser Welt und Hauptbestandteil von Sand. Der erste Schritt in der Herstellung von Solarmodulen ist die Fertigung von Silizium-Ingots, gigantischen Blöcken aus nahezu reinem Silizium (99,999999 %).

Dazu werden hunderte Kilo Siliziumrohmasse (z. B. Felsen) in einen gigantischen Schmelztiegel gegeben und etwas Bor zugegeben (ein sogenanntes Dotierelement), um das Silizium positiv zu laden. Dann wird alles zusammen auf über 1.000 °C erhitzt.

Ingots & Wafer

Der dabei entstehende riesige Silizium-Ingot wird wieder abgekühlt und mit Drahtsägen in dünne Wafer geschnitten. Aus zwei Millimetern eines würfelförmigen Silizium-Ingots werden etwa fünf Wafer mit einer Stärke von weniger als 200 Mikrometern geschnitten – sie sind etwa so dick wie ein Bogen schweres Papier.

Anschließend wird durch einen chemischen Prozess die Oberflächenstruktur der Wafer verändert. Kleine Pyramiden auf ihrer Oberfläche senken das Reflexionsvermögen von etwa 30 % auf 10 %. Das ist wichtig, wenn später Photonen eingefangen werden sollen.

Solarzellen: Vom Licht zum Strom

Sun Panel light wire wire bulb
  • N-TYPE SILICON
  • Vorderseitenkontaktierung
  • Solarzellen
  • Rückseitenkontaktierung
  • P-TYP Silizium
  • Elektrischer Strom

Jetzt ist es an der Zeit, dafür zu sorgen, dass unser Siliziumwafer Sonnenlicht in elektrischen Strom verwandeln kann. Dazu wird bei hohen Temperaturen Phosphor in den Siliziumwafer injiziert. An Rückseite und Seiten des Wafers werden alle Phosphor-Rückstände sorgfältig entfernt.

Jetzt haben wir eine photovoltaische Komponente (photo = Licht, Volt = Strom => vom Licht zum Strom)! Anschließend werden Metallkontakte auf der Vorder- und Rückseite der Zelle angebracht, damit die im Silizium generierten Elektronen erfasst werden können. Außerdem wird eine dünne chemische Schicht auf die Oberfläche der Zelle aufgebracht, um deren Reflexionsvermögen weiter zu senken – von etwa 10 % auf 1 %.

Herstellung von Solarmodulen

  • Glas
  • Aluminiumrahmen
  • Solarzellen
  • EVA
  • Rückseitenfolie
  • Anschlussdose
    auf

Zur Herstellung eines Solarmoduls werden 48, 60 oder 72 Solarzellen vorsichtig zwischen zwei durchsichtige Folien aus Ethylenvinylacetat (EVA) gelegt. Auf der Rückseite wird noch eine Rückseitenfolie ergänzt, dann wird der ganze Stapel erwärmt.

So entsteht ein dichter, schützender Kokon rund um die Solarzellen. Um die strukturelle Stabilität der Module zu gewährleisten und die Zellen optimal zu schützen, werden anschließend mit wasserdichtem Kleber auf der Vorderseite des Moduls eine Glasscheibe und an den Seiten ein Aluminiumrahmen angebracht. Zuletzt folgt die Anschlussdose auf der Rückseite des Solarmoduls: Hier fließt der Solarstrom aus dem Modul.

Sonne: Unbegrenzte Energie

Sobald Ihre Solarmodule installiert wurden, können Sie sich getrost zurücklehnen und die Sonne für sich arbeiten lassen. Wie Sie Ihren Solarstrom nutzen, liegt bei Ihnen: Schreiben Sie ein Buch, machen Sie sich Kaffee oder sehen Sie ein Fußballspiel an.

Die Solarmodule erzeugen keine Emissionen und keine Geräusche: Sie sind einfach da und verrichten ihre Arbeit. Genießen Sie das gute Gefühl, einen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel und für die Zukunft unseres Planeten zu leisten.

Hier wird Geschichte geschrieben

Globale Solarbewegung

Überall verfügbar.

Sonnenenergie ist überall. Sie können in Ihrem Hinterhof kein Kohlebergwerk errichten oder nach Öl bohren – stattdessen können Sie mit Solarmodulen von Yingli die mächtigste Energiequelle unserer Erde nutzen.

Die Sonne sendet Tag für Tag genug Energie zur Erde, um den menschlichen Strombedarf eines ganzen Jahres zu decken. Damit ist sie die ergiebigste und demokratischste Energiequelle der Welt.

Perez, Richard, ASRC, University of Albany. As seen in: SHC 2008 Annual Report. International Energy Agency. March 2009. [Source]

Energieressourcen der Erde i

Terrawatt pro Jahr
  • Sonnenenergie
  • Kohlekraftwerke
  • Uran
  • Öl
  • Erdgas
*Sonnenenergie steht für die weltweite, jährliche Sonneneinstrahlung. Alle anderen stehen für die globalen Reserven.

Kostengünstig.

Solarstrom ist heute günstiger denn je. Die Technologie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten enorm weiterentwickelt, und mit jeder Verdoppelung der weltweiten Modulproduktion sind die Preise um 25 % gesunken.

Wie bei Mobiltelefonen und Computern wird die Technologie durch ihre zunehmende Verbreitung immer effizienter und die Kosten für den Endverbraucher sinken.

Bloomberg New Energy Finance. As seen in: Solar Silicon Price Drops Brings Renewable Power Closer. Bloomberg News. March 2012. [Source]

Kosten für kristalline Solarzellen i

$ PRO WATT
Multikristalline Solarmodule

Nachhaltig.

Wie möchten wir die Erde unseren Kindern überlassen? Solarmodule aus Silizium erzeugen ohne Lärm und Emissionen Strom und bestehen nahezu komplett aus recycelbaren Materialien (z. B. Silizium, Silber und Aluminium).

Außerdem wird zum Betrieb von Photovoltaikmodulen kein Wasser benötigt – ein wichtiges Argument für die Nachhaltigkeit.

Farrell, John. Water Use May Decided Future of Centralized Solar Power. Institute for Local Self-Reliance. May 2011. [Source]

Wasserverbrauch bei Kraftwerken i

Gallonen Pro MWh
  • Atomkraftwerke
  • Kohlekraftwerke
  • Gaskraftwerke
  • Solarkraftwerke

Eine Zeitleiste zur

Geschichte der Solarenergie

200 B.C.

Archimedes

Legenden zufolge nutzte bereits der griechische Gelehrte Archimedes eine Reihe von Spiegeln, um an der Küste Sonnenstrahlen zu bündeln und feindliche Schiffe in Brand zu setzen.

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1839

Photovoltaischer Effekt

A. E. Becquerel beobachtet, dass ein elektrischer Strom entsteht, wenn er Licht auf bestimmte Materialien richtet. Diese Entdeckung war der Ausgangspunkt der Photovoltaik-Technologie.

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1883

Solarzelle

Charles Fritts produziert aus Selen und Gold die erste Solarzelle der Welt und wandelt Sonnenlicht in Strom um. Der Wirkungsgrad seiner Zelle lag bei unter 1 %, das bedeutet, dass weniger als 1 % der Lichtenergie in Strom umgewandelt wurde.

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1921

Photone

Albert Einstein erhält für seine „Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts“ den Nobelpreis für Physik. Einstein postulierte als erster die Existenz von Lichtquanten (heute als Photonen bezeichnet) und legte damit die theoretische Basis für die moderne PV-Technologie.

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1954

Kommerzialisierung der Solartechnik

Solarzellen aus Silizium finden ihren Weg in den Massenmarkt. Die New York Times schreibt, dass durch die Siliziumzelle die Nutzung der nahezu grenzenlosen Energie der Sonne für die Zivilisation möglich werden könnte.

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1958

Wettlauf ins All

Der Wettlauf ins All zwischen den USA und der damaligen Sowjetunion brachte erhebliche Investitionen in die Solartechnologie mit sich. Einige der ersten vom Menschen geschaffenen Satelliten, einschließlich Vanguard 1, wurden durch Photovoltaikzellen mit Energie versorgt.

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2000

1 GW Solaranlagen

Die Leistung der weltweit installierten Solaranlagen übersteigt 1 GW. Ein wichtiger Wendepunkt für die globale Entwicklung der Branche.

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2006

Siliziumrausch

Die Solarbranche löst die Computerindustrie als größter Verbraucher hochreinen Siliziums ab. Dies führt zwar zu einer kurzfristigen Verknappung des Materials, löst aber zugleich umfangreiche Investitionen in der Branche aus, durch die Solarmodule günstiger werden.

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2011

1 USD/Watt Solarmodule

Die Kosten für hochwertige Solarmodule aus Silizium sinken auf etwa 1 USD pro Watt. Diese Entwicklung eröffnet neue Märkte und führt zu einer globalen Energierevolution.

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2012

Neuer globaler Marktführer

Yingli Solar wird der weltweit größte Hersteller von Solarmodulen. Die weltweite Nachfrage steigt auf über 30 GW pro Jahr.

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Produkte

Hochwertige, verlässliche mono- und multikristalline Solarmodule.

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Projekte

Über 10 GW installierte Module weltweit.


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Im Blickpunkt

Monokristalline PANDA Module gehören zu den effizientesten Solarmodulen der Welt.

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