Bedeutung von Photovoltaik im Bezug auf erneuerbare Energien und den Klimawandel
Im Kontext der Diskussion um erneuerbare Energien und dem Klimawandel nimmt Photovoltaik und die dahinter stehende Solartechnik einen immer größeren Stellenwert ein. Schon heute ist klar, dass der bisherige Hauptenergielieferant Öl in spätestens 70 Jahren durch das Fehlen weiterer Ressourcen allmählich vom Markt verschwinden wird. Des Weiteren schnellen in letzter Zeit die Preise für solche Rohstoffe extrem in die Höhe. Daher findet seit Jahren ein Umdenken im Bereich der Energiegewinnung statt. Erneuerbare Energien, aus Sonnenlicht, Biogas oder Wind- bzw. Wasserkraft gelten als Energieträger der Zukunft. Dazu kommt, dass die erhöhte Produktion von Kohlenstoffdioxid maßgeblich für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird und deshalb zunehmend auf den Einsatz von erneuerbaren Energien zurückgegriffen wird. Prognosen zeigen, dass der Sonnenstrom in rund 100 Jahren einer der größten jährlichen Primärenergieumsätze haben wird.
Auf immer mehr Häusern, Gebäuden und technischen Einrichtungen befinden sich sogenannte Solaranlagen, die zur Energiegewinnung genutzt werden. Am Straßenrand oder auf Parkplätzen sieht man immer häufiger elektrisch betriebene Parkuhren, die ihre Energie ebenfalls mittels Solarkollektoren aus der Sonne generieren.
Der Vorteil bei dieser Art der Energiegewinnung liegt darin, dass sie sehr umweltfreundlich ist und keinerlei Abgase (z.B. CO2) produziert. Außerdem ist der Rohstoff Sonnenenergie, im Gegensatz zu Öl, Uran oder Gas, quasi kostenlos. Anders sieht es bei den Anschaffungskosten für die eigentliche Solaranlage aus. Diese kann je nach Größe der Anlage und Spitzenleistung mehrere tausend Euro betragen. Sie rentieren sich aber aus den genannten Gründen und sind daher als langfristige und nachhaltige Anschaffung zu betrachten.
Das Photovoltaik Grundprinzip besteht darin, dass aus Sonnenlicht mittels Solarzellen elektrische Energie gewonnen wird. Man geht davon aus, dass die Sonne 15000 Mal mehr Energie produziert, als der Mensch derzeit überhaupt verbrauchen kann. Der Begriff ist Kombination aus dem griechischen Wort Photos (Licht) und dem Namen Volta und ordnet sich im Bereich der Solartechnik ein. Sogenannte Siliziumzellen gehören zu den wichtigsten Bestandteilen einer Photovoltaik-Anlage. Silizium selbst ist ein Element, das nach Sauerstoff das größte Vorkommen auf der Erde aufweist und nahezu unbegrenzt verfügbar ist. Das Element ist ein sogenannter Halbleiter, welches bei Wärme und Licht leitfähig ist und bei Kälte isolierende Eigenschaften besitzt. Siliziumzellen werden in mono-, amorph-, tandem- und polykristalline Zellen eingeteilt.
Die Leistung einer Photovoltaik-Anlage wird in Kilowatt peak (kWp) ausgedrückt. Die Einheit gibt an, wie hoch die Spitzenleistung der Anlage in etwa ist. Der Wert wird unter optimalen Bedingungen festgelegt. Das bedeutet vor allem, dass die Sonneneinstrahlung ca. 1000 W/m2 und der Sonnenstrahleneinfallswinkel 90 Grad beträgt.
Natürlich liegt es nahe, dass Photovoltaik überall dort eingesetzt wird, wo die Sonne verhältnismäßig häufig scheint. Der Afrikanische Kontinent würde sich daher hervorragend für die Gewinnung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht eignen. Moderne Anlagen richten sich aber auch nach dem jeweiligen Sonnenstand aus, umso die höchstmögliche Energieleistung zu produzieren. Daher kann auch in Europa Solarenergie genutzt werden
Die Bundesrepublik Deutschland ist Vorreiter beim Bau und bei der Nutzung von Photovoltaik-Anlagen. Die Installation dieser wird sogar staatlich gefördert. Am bekanntesten ist hierbei das sogenannte 100 000 Dächer Förderprogramm. Mit einem Fördervolumen von über 1 Milliarde Euro war die Maßnahme zwischen1999 und 2003 eine der größten Fördermaßnahmen im Bereich der erneuerbaren Energien. Vor allem Privathaushalte und kleine bzw. mittlere Unternehmen konnten in dieser Zeit günstige Kredite für den Bau von Photovoltaik-Anlagen erwerben. Seit dem Jahr 2000 regelt das "Erneuerbare-Energien-Gesetz" die rechtlichen Grundlagen für den Einsatz und die Förderung von Photovoltaikanlagen.
