Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um, und ihr Betrieb basiert auf dem Photovoltaischen Effekt, der in Solarzellen stattfindet.

Hier ist eine grundlegende Erklärung, wie eine Photovoltaikanlage funktioniert:

1. Solarzellen: Die grundlegenden Bausteine einer Photovoltaikanlage sind die Solarzellen. Diese bestehen aus einem Halbleitermaterial, typischerweise Silizium. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, werden Elektronen im Halbleitermaterial angeregt und in Bewegung versetzt.

2. Erzeugung von Gleichstrom: Die angeregten Elektronen erzeugen einen elektrischen Strom. Dieser Strom ist zunächst Gleichstrom (DC), da die Elektronen in eine Richtung fließen.

3. Wechselrichter: Da die meisten Haushalte und Unternehmen Wechselstrom (AC) verwenden, wird der erzeugte Gleichstrom durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Der Wechselrichter ist also eine wichtige Komponente der Anlage, da er den erzeugten Strom in eine Form umwandelt, die von den meisten elektrischen Geräten genutzt werden kann.

4. Nutzung oder Einspeisung: Der erzeugte Strom kann nun entweder direkt im Gebäude genutzt werden, um elektrische Geräte zu betreiben, oder er kann in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. In vielen Ländern gibt es gesetzliche Regelungen, die es ermöglichen, überschüssigen Strom gegen eine Vergütung ins Netz einzuspeisen, was die Rentabilität der Anlage erhöhen kann.

5. Netzverbindung und Zähler: Die Photovoltaikanlage ist in der Regel mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden, um die Versorgung mit Strom sicherzustellen, wenn die Sonne nicht scheint oder wenn die erzeugte Energie nicht ausreicht. Ein spezieller Zähler misst die Menge an erzeugtem und eingespeistem Strom und regelt die Abrechnung mit dem Energieversorgungsunternehmen.

Die Leistung einer Photovoltaikanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Größe und Ausrichtung der Solarmodule, die Intensität des Sonnenlichts, die Neigung der Module, der Verschattungsgrad und die Effizienz der verwendeten Solarzellen. Eine gut geplante und installierte Photovoltaikanlage kann einen erheblichen Teil des Strombedarfs eines Gebäudes decken und dazu beitragen, den Verbrauch von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die CO2-Emissionen zu senken.