Photovoltaikanlage

Aufbau einer Solarzelle

• Antireflexschicht
• Zum Schutz der Zelle
• zur Verminderung von Reflektionsverlusten an der Zelloberfläche

• Kontaktfinger
• Metallkontakt über welchen die elektrische Spannung abgegriffen wird

• n-Schicht
• hauchdünne, lichtdurchlässige Leiterschicht

• p-Schicht
• dicke Schicht, in welcher das Licht absorbiert wird

• Übergang
• dünne, nicht leitende Schicht, in der die Photoelektronen entstehen

Wie funktioniert eine Solarzelle?

Eine Solarzelle besteht aus Silizium(kristallen). Licht, welches man sich hier als Strom vieler kleiner Energiepaketchen vorstellen muss, dringt über die Antireflexschicht in die Solarzelle ein. Die Energiepaketchen, die durch die n-Schicht bis in die Grenzschicht dringen, treffen dort auf Silizium-Atome und reißen die Elektronen aus ihrer Bindung heraus, indem die „Paketchen“ ihre Energie auf sie übertragen. Es entstehen dort also freie Elektronen („Photoelektronen“), die sich frei im Kristall bewegen können und positiv geladene Silizium-Atome („Löcher“). Die Photoelektronen werden wegen dem positiven Überschuss an der n-Schicht und wegen dem E-Feld der Grenzschicht in die n-Schicht gezogen. Die elektrisch nicht leitende Grenzschicht verhindert, dass sich die „Löcher“ und die Photoelektronen rekombinieren. Außerdem sollte die Solarzelle aus extrem reinem Silizium bestehen, denn auch dies verhindert die Rekombination.Es sammeln sich also die „Löcher“ in der p-Schicht und die Photoelektronen in der n-Schicht, welche am Außenkontakt ihre Energie abgeben und durch Grundflächenkontakt in die p-Schicht gelangen. Dort rekombinieren sie sich wieder mit den „Löchern“. Die nun wieder vollständigen Silizium-Atome wandern wieder in die Grenzschicht und der gesamte Vorgang beginnt von vorne.

Projekt-Ziel

Demonstration nachhaltiger Energieversorgung
Nutzungsmöglichkeiten im Unterricht

Die Anlage

Leistung: 1,8 kWpeak
Ertrag pro Jahr: 1500 kWh
Flächenbedarf: 15 m² auf dem Flachdach des Altbaues

Emissionsbilanz

Jährliche Einsparung gegenüber der Stromerzeugung mit Erdgas bzw. Steinkohle:

• CO₂ : ca. 1 t bzw. 1,2 t
• NO_x : ca. 1,2 kg bzw. 1,4 kg
• SO₂ : ca. 0,3 kg bzw. 1,2 kg

Investitionen

Gesamtkosten der Anlage: 21000.- €

Finanzierung

• 50,0 % : Ökostrom Stadtwerke Fellbach
• 12,5 % : Bundesamt für Wirtschaft „Sonne in der Schule“
• 12,5 % : Verein der Freunde des FSG
• 12,5 % : SMV / Schulfest FSG
• 12,5 % : Eigenmittel des FSG

Erträge

*Außer Januar bis März 2004

Die erwirtschafteten Erträge, z.Z. 48,1 Cent pro kWh, fließen dem städtischen Haushalt zu.

Betreiber der Anlage

FSG / Stadt Fellbach

Projekt-Gruppe
Stadtwerke Fellbach : Herr Ammon, Herr Traub
Stadt Fellbach : Herr Immler
FSG : Herr Walker

Installation
Fa. Janise Elektroanlagen GmbH, Fellbach

Inbetriebnahme
Dezember 2002

Weitere Informationen bei Herrn Walker!