Photovoltaik – der erneuerbare Alleskönner

klimaVest: Solarpanels auf einem Feld mit Sonnenuntergang

Keine Energieform versinnbildlicht – neben den Windrädern – die Energiewende in Deutschland so sehr wie die Photovoltaik (PV). Die dunklen, dünnen Solarmodule sind mittlerweile allgegenwärtig. Vor allem auf dem Land, in kleineren Städten und Dörfern sieht man sie auf den Dächern von Einfamilienhäusern, Scheunen von Bauernhöfen sowie als Großanlagen auf ehemaligen Feldern in der sogenannten Freifläche.

Mittlerweile tauchen sie vermehrt in unseren Städten auf. Denn seit einigen Jahren werden PV-Module auf Flachdächern von Mehrfamilienhäusern aufgestellt. Zudem findet man sie oft dort, wo man sie gar nicht vermutet. Beispielsweise lassen sich die Module auch in Häuserfassaden integrieren. Es gibt sogar Fahrradwege, deren Untergrund aus Photovoltaikplatten bestehen.

Photovoltaikmodule sind also wahre Alleskönner. Und sie erzeugen jede Menge CO2-freien, sauberen Strom – nur durch die Kraft der Sonnenstrahlen.

Ehrgeizige Ausbaupläne

Aber wie erzeugt eine Photovoltaikanlage Strom? Dahinter steckt ein komplizierter physikalischer Prozess. Kurz erklärt: Elektromagnetische Sonnenstrahlen treffen auf die Solarzelle. Darauf reagieren die Elektronen in der Zelle, die durch ihre Bewegung Gleichstrom erzeugen. Über einen Wechselrichter wird dieser Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt und kann so beispielsweise in einem privaten Haushalt genutzt oder ins lokale Stromnetz auf Niederspannungsebene eingespeist werden. Insgesamt waren Ende 2020 PV-Anlagen mit einer Leistung von rund 54 Gigawatt im deutschen Netz angeschlossen.

Dabei hat sich die Bundesregierung ehrgeizige Ziele beim Ausbau der Photovoltaik gesetzt. Erst kürzlich hat sie beschlossen, dass bis 2030 die Photovoltaik in Deutschland erheblich ausgebaut werden soll. So könnte bis dahin eine Photovoltaikleistung von 215 Gigawatt erreicht sein.

Wie bei vielen erneuerbaren Energien stellt sich auch bei der Photovoltaik die Frage, wo die Anlagen überhaupt noch hingebaut werden sollen. Diese Frage umschreibt die sogenannte Flächenproblematik. Auf dem Land werden die Flächen oft schon für andere Zwecke genutzt – beispielsweise als Anbauflächen oder für die Tierhaltung.

Agri- und Floating-Photovoltaik

Um mehr Photovoltaikanlagen in Deutschland bauen zu können, möchte die Bundesregierung neue Flächen erschließen. Mittlerweile ist die Technologie so weit fortgeschritten, dass beispielsweise auf einem Feld gleichzeitig sowohl Pflanzen angebaut als auch Photovoltaikanlagen aufgestellt werden können (Agri-Photovoltaik). Andere Konzepte sehen vor, dass Photovoltaikanlagen mithilfe von Schwimmkörpern auf Gewässern platziert werden (Floating-Photovoltaik). Mehr zu diesem wirklich spannenden Thema erfahrt ihr in unseren nächsten Blogbeitrag.

Ideale Partner für mehr Klimaschutz

Photovoltaikstrom kann auch dafür genutzt werden, Elektroautos aufzuladen, wodurch deren Nutzung noch umweltfreundlicher wird. Photovoltaik und Elektromobilität sind somit die idealen Partner für mehr Klimaschutz.

Besonders smart ist der Sonnenstrom übrigens dann, wenn er zu Hause gespeichert werden kann. Tagsüber wird der überschüssige Strom in eine in den eigenen vier Wänden befindliche Batterie geleitet. Nachts und abends, wenn die Sonne nicht scheint, kann der Strom dann genutzt werden, um beispielsweise die Waschmaschine oder andere elektronische Geräte zu betreiben.