Mit der vorliegenden Facharbeit soll die Technik untersucht werden, die hinter Photovoltaik steckt.
Dabei soll zunächst ein Einblick in die Halbleiterthematik erfolgen, die universell für die photovoltaische Energiegewinnung ist, um daraufhin mit den Kenntnissen die komplexe Funktionsweise einer Solarzelle zu erläutern. Im Rahmen dieser Facharbeit wird eine Eingrenzung auf kristalline Solarzellen aus dem Halbleiter Silizium vorgenommen, die weltweit am verbreitetsten sind.
Vor dem Hintergrund der erschöpfenden fossilen Energieträger und dem fortschreitenden Klimawandel wäre die Facharbeit nicht vollständig, wenn nicht auch der Frage über die Bedeutung der photovoltaischen Energiegewinnung für ein zukünftiges Energiesystem in Deutschland nachgegangen werden würde.
Durch Betrachtung verschiedener Faktoren soll dazu eine Einschätzung des Potenzials der Photovoltaik erfolgen. Zudem wird zum Schluss ein Ausblick über die Realisierbarkeit einer nachhaltigen Energieversorgung in Deutschland durch Kombination verschiedener regenerativer Energieträger gemacht.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen der photovoltaischen Energiegewinnung
- Halbleiter
- Bändermodell
- Leitungsmechanismen im Halbleiter
- Solarzelle
- Prinzipieller Aufbau einer kristallinen Solarzelle
- Funktionsprinzip einer Solarzelle
- Wirkungsgrad und Verluste in einer kristallinen Solarzelle
- Energetische Amortisationszeit
- Halbleiter
- Bedeutung der photovoltaischen Energiegewinnung für ein zukünftiges Energiesystem in Deutschland
- Problematik der derzeitigen Energieversorgung in Deutschland
- Realisierbares Potenzial der Photovoltaik in Deutschland
- Globalstrahlung in Deutschland
- Flächenpotenzial in Deutschland
- Stromerzeugungspotenzial in Deutschland
- Kombination regenerativer Energieträger
- Energiespeichermöglichkeiten
- Stromgestehungskosten
- Abschließender Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Facharbeit beschäftigt sich mit der photovoltaischen Energiegewinnung und untersucht die technische Funktionsweise dieser Form der Energieerzeugung. Der Fokus liegt dabei auf kristallinen Solarzellen aus Silizium, die in der Praxis am weitesten verbreitet sind. Die Arbeit beleuchtet die Grundlagen der Halbleiterphysik, die für das Verständnis des Funktionsprinzips von Solarzellen essenziell sind, und untersucht die Bedeutung der Photovoltaik für ein zukünftiges Energiesystem in Deutschland.
- Grundlagen der photovoltaischen Energiegewinnung
- Funktionsprinzip und Wirkungsgrad von Solarzellen
- Potenzial der Photovoltaik für die Energieversorgung in Deutschland
- Kombination regenerativer Energieträger für ein nachhaltiges Energiesystem
- Herausforderungen und Perspektiven der Photovoltaik
Zusammenfassung der Kapitel
Die Facharbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung der photovoltaischen Energiegewinnung im Kontext der globalen Energiewende und der zunehmenden Verknappung fossiler Brennstoffe beleuchtet. Anschließend werden die Grundlagen der photovoltaischen Energiegewinnung erläutert, wobei ein Schwerpunkt auf der Funktionsweise von kristallinen Solarzellen aus Silizium liegt. Dazu werden die wichtigsten Eigenschaften von Halbleitern, insbesondere das Bändermodell und die Leitungsmechanismen, behandelt. Des Weiteren wird das Funktionsprinzip einer Solarzelle im Detail betrachtet, einschließlich der Wirkungsgradbeeinflussung durch Verluste und die energetische Amortisationszeit.
Im dritten Kapitel wird das Potenzial der photovoltaischen Energiegewinnung für ein zukünftiges Energiesystem in Deutschland untersucht. Dabei werden die Herausforderungen der derzeitigen Energieversorgung in Deutschland beleuchtet und das Potenzial der Photovoltaik in Bezug auf Globalstrahlung, Flächenpotenzial und Stromerzeugungspotenzial analysiert. Zudem wird die Bedeutung der Kombination verschiedener regenerativer Energieträger, einschließlich Energiespeichermöglichkeiten und Stromgestehungskosten, diskutiert.
Die Facharbeit schließt mit einem Ausblick auf die Realisierbarkeit einer nachhaltigen Energieversorgung in Deutschland durch die Kombination verschiedener regenerativer Energieträger.
Schlüsselwörter
Photovoltaik, Solarzelle, Energiegewinnung, Halbleiter, Silizium, Bändermodell, Leitungsmechanismen, Wirkungsgrad, Potenzial, Energiesystem, Deutschland, regenerative Energieträger, Energiespeicher, Stromgestehungskosten, Nachhaltigkeit
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2015, Energiegewinnung durch Photovoltaik, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/922837
