Wann wurde Photovoltaik erfunden?

Photovoltaik – die Sonne als Energieerzeugerin. Foto leungchopan via Envato
Photovoltaik – die Sonne als Energieerzeugerin. Foto leungchopan via Envato

Unter Photovoltaik (kurz: PV) versteht man die Umwandlung von Licht in Elektrizität mit Hilfe von Halbleitermaterialien, die den photovoltaischen Effekt aufweisen.

Es handelt sich hierbei um ein Phänomen, das in der Physik, Photochemie und Elektrochemie untersucht wird. Der photovoltaische Effekt wird kommerziell für die Stromerzeugung und als Photosensoren genutzt.

Ein photovoltaisches System verwendet Solarmodule, die jeweils aus einer Reihe von Solarzellen bestehen, die elektrische Energie erzeugen. PV-Anlagen können auf dem Boden, auf dem Dach, an der Wand oder schwimmend angebracht werden. Die Anlage kann fest montiert sein oder mit Hilfe eines Solar-Trackers der Sonne nachgeführt werden.

Nutzen der Potovoltaik-Technik

Die Energieerzeugung per Photovoltaik trägt laut EESA Sachsen (Industrielles Netzwerk Erneuerbare Energien Sachsen) zum Klimaschutz bei, da sie viel weniger Kohlendioxid ausstößt als fossile Brennstoffe. Die Photovoltaik hat als Energiequelle besondere Vorteile: Einmal installiert, verursacht ihr Betrieb keine Umweltverschmutzung und keine Treibhausgasemissionen, sie ist im Hinblick auf den Energiebedarf skalierbar, und Silizium ist in der Erdkruste in großen Mengen vorhanden.

Lediglich andere für die Herstellung von PV-Systemen benötigte Materialien wie Silber könnten das weitere Wachstum der Technologie einschränken.

Bestseller Nr. 1
ALLPOWERS Faltbares Solarpanel 200W Solarmodul Solarladegerät Speziell US Solarzelle mit MC-4 Ausgang für Tragbare Powerstation Solargenerator Camping Wohnmobil Caravan Gartenhäuse Reise Boot Laptop*
  • ▶【Hergestellt für Outdoor-Generatoren】: ALLPOWERS 200W faltbares Solarpanel ist mit den meisten Solargeneratoren/tragbaren Kraftwerken auf dem Markt kompatibel. Das tragbare Solarpanel enthält verschiedene Steckergrößen (MC-4 zu Anderson / MC-4 zu DC-Kabel) für den tragbaren ALLPOWER-Generator.
  • ▶【Hohe Effizienz】: 200W Solarzelle wird aus den USA hergestellt, bis zu 22% Wirkungsgrad, faltbares Solarladegerät verfügt über 1 * MC-4 Ausgang (kann 20 A max. Strom liefern, während der DC-Anschluss nur 10 A trägt) und bietet endlose Leistung für tragbare Kraftwerke, Laptops, Camping, Outdoor, Wohnmobile, Wohnwagen und andere Akkus unter der Sonne.
  • ▶【Faltbar und tragbar】: Gefaltete Größe nur 25,6 x 20,3 x 0,39 Zoll, 13,9 Pfund, 200 W faltbares Solarpanel ist ideal für Reisen ohne Strom und nimmt nicht viel Platz in Ihrem Auto ein.
  • ▶【Wasserdicht & Langlebig & Sicher】: Das 200W faltbare Solarpanel besteht aus strapazierfähigem und wasserdichtem IP66-Nylon und einer verstellbaren Halterung, um das effektivste Sonnenlicht zu empfangen.Kurzschluss- und Überspannungsschutztechnologie schützen Sie und Ihre Geräte.
  • ▶【Paketinhalt】: ALLPOWERS 200W faltbares Solarpanel, MC-4 auf 5,5x2,1mm Kabel, MC-4 auf Anderson Kabel, 5 Ladeadapter (zum Anschließen des Solar-Kits an die gängigsten tragbaren Kraftwerke oder Laptops),MC-4 auf Krokodilklemmen mit Sicherung, Bedienungsanleitung, 18 Monate Garantie und freundlichem Kundenservice.
AngebotBestseller Nr. 2
DOKIO 110W 18V Faltbar Solarmodule Monokristalline mit Solarregler(Lcd-Anzeige + 2 Usb-Ausgang) FüR 12v Batterie, AGM, Gelbatterie, SäUrebatterie, Generatoren*
  • 【Hohe Leistung und Qualität+Preis-Leistung-Verhältnis stimmt】Monokristalline Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad und langer Lebensdauer.Sie sind die aktuell effektivsten Solarzellen.
  • 【Das mobile Kraftwerk】 Einfach auseinanderfalten und an Ihre Powerbank, Ihr Smartphone, Ihren MP3-Player oder ein anderes USB-Gerät anschließen. Schon sammelt dieses Photovoltaik-System fleißig Energie für Ihre mobilen Begleiter.
  • 【Das Ding ist leicht, leicht anzuschließen】Das Solarpanel lässt sich platzsparend zusammenfalten! Egal ob im Rucksack, in der Fahrradtasche, im Auto oder im Wohnmobil: Dieses mobile Kraftwerk nehmen Sie überall hin mit.Ideal für Garten, Balkon, Garagendach, Wochenendhaus, Wohnmobil, Camping, Boot, Berghütte
  • 【Wetterfeste Ladestromregler】Solar-Ladestromregler für 12V Akkus(Das Laden von Handys , über die beiden USB-Buchsen des Ladereglers),Sorgt für konstanten und optimalen Ladestrom per Solar-Panel ,Effektiver Schutz gegen Überlastung, Kurzschluss, Überspannung, Entladung und Verpolung
  • 【Artikel gut verpackt und schnell geliefert+Toller Service und Support!】Bei Fragen Steht Einem Das Dokioteam Jederzeit Zur VerfüGung Und BemüHt Sich Steht’S Innerhalb KüRzester Zeit Zu Antworten Und Das Problem Zu LöSen!

Allerdings werden für die Verwendung von PV als Hauptstromquelle komplexe Energiespeichersysteme oder eine globale Verteilung über Hochspannungs-Gleichstromleitungen benötigt, was zusätzliche Kosten verursacht. Produktion und Installation entsprechender Systeme verursachen einen gewissen Grad an Umweltverschmutzung und Treibhausgasemissionen, wenn auch nur einen Bruchteil der Emissionen, die durch fossile Brennstoffe verursacht werden.

Bestseller Nr. 1
SinKeu Tragbare Powerstation 99Wh,150W Solar Generatoren Akku mit 230V AC/Car Lighter Port/USB Ausgabe,für Reise Camping Wohnmobil und als Notstromaggregat (Black)*
  • 【Tragbare Powerstation】 99-WH-Kraftwerk, 3 USB-Ausgänge (1 USB-C), 1 AC 150W MAX, 2 DC 12V-Ausgänge (nicht konstant). 27000mAh Mobiler Stromspeicher, lädt ein iPhone (3800mAh) ca. 6-7 mal auf, eingebaute 3W LED-Lichtquelle, perfekte tragbare Stromversorgung zur Verlängerung Ihrer Outdoor-Campingzeit oder als Notstromversorgung bei Stromausfällen.
  • 【 Eingebaute MPPT-Technologie】Hochwertige solar generator mit der das Solarpanel die höchste Ladeeffizienz erreichen kann. Unterstützt 3 Lademethoden, Laden im Innenbereich/12-V-Autoladegerät/Solarpanel (12-23 V/2 A, empfohlene Leistung 40 W oder 60 W). Vollständige Aufladung in 5.5-6 Stunden bei einer maximalen Eingangsleistung von 36W.
  • 【Multifunktionale notstromaggregat solar】 Die Ladestation verfügt über ein intelligentes LCD-Display, das die verbleibende Leistung, Eingangs- / Ausgangsleistung klar erkennen kann. Das LED-Licht hat 3 Modi, immer an, Blitz, SOS, damit Sie unbesorgt reisen können.
  • 【Mehrfachschutz】 Der tragbare Generator bietet Überladeschutz, Überentladungsschutz, Überstromschutz, Überstromschutz, Kurzschlussschutz und Übertemperaturschutz, um sicherzustellen, dass das Gerät in einer sicheren Umgebung verwendet wird. Das Gewicht beträgt nur 1,87 kg, geeignet für Mobiltelefone, Tablets, Laptops, Kameras, Minikühlschränke, LED-Leuchten usw., die beste Wahl für Wohnmobilreisen, Outdoor-Abenteuer, Camping, Angeln, Bergsteigen usw.
  • 【Verpackung und Kundendienst】1 * 99Wh Tragbares Kraftwerk, 1 * Netzteil, 1 * Autoladekabel, 1 * Zigarettenanzünder-Adapter,1*Benutzerhandbuch.Wir bieten 12 Monate Garantie und 24-Stunden-Kundendienst. Wenn Sie während des Gebrauchs Fragen haben, können Sie sich an unser Serviceteam wenden, um zeitnah und effektiv Hilfe zu erhalten.
Bestseller Nr. 2
Jackery Explorer 240, 3.6V/67200mAh/240Wh Tragbare Powerstation Mobiler Stromspeicher mit Reinen Sinuswellen 230V/200W Steckdose + USB, Mobile Stromversorgung für Outdoors Unterwegs Reise und Camping*
  • STROMVERSORGUNG FÜR UNTERWEGS - Unser Explorer 240 ist eine mobile Powerbank der Premiumklasse und der ideale Begleiter für unterwegs, beim Campen, im Garten oder als Notstromversorgung zuhause. Abmessungen: 23 x 14,2 x 20 cm; Gewicht: 3 kg
  • ÜBERZEUGENDE LEISTUNG - Die hochwertige Lithium-Ionen-Batterie mit langer Lebensdauer versorgt die 230V/200W Steckdose (Spitzenwert 400W), 2 USB-A Anschlüsse und den 12V Autoanschluss mit genügend Power. Einfach aufzuladen mit Solarmodul, Netzteil oder im Auto.
  • KLIMANEUTRAL & SICHER - Im Vergleich zu den traditionellen Generatoren ist Jackery Powerstation umweltfreundlicher und benötigt kein Benzin oder sonstigen Kraftstoff. Integrierter Solarladeregler mit MPPT-Technologie hilft dabei, die maximale Ladeeffizienz zu erreichen. Das BMS-Batteriemanagementsystem ermöglicht Überhitzungsschutz, Kurzschlussschutz, Überstromschutz und Überladeschutz für maximale Sicherheit.
  • AUSGEZEICHNETE QUALITÄT - Jackery ist spezialisiert auf nachhaltige Lösungen für die Outdoor-Stromversorgung. Unser Produktdesign ist Gewinner des Red Dot Awards 2016 und erfreut sich damit höchster Beliebtheit bei Hunderttausenden von Kunden weltweit
  • ZUFRIEDENHEIT GARANTIERT - Die Zufriedenheit unserer Kunden ist uns bei Jackery besonders wichtig, wir sind stets offen für Fragen, Meinungen und Vorschläge, und unser Serviceteam ist immer erreichbar.

Seit wann werden moderne Photovoltaik-Systeme eingesetzt?

Photovoltaiksysteme werden seit langem in speziellen Anwendungen als Einzelanlagen eingesetzt. Netzgekoppelte PV-Systeme finden seit den 1990er Jahren Verwendung. Photovoltaikmodule wurden erstmals im Jahr 2000 in Massenproduktion hergestellt, als die deutsche Regierung ein entsprechendes Programm einführte. Daraufhin rüsteten Hunderttausende Deutsche ihre Dächer mit PV-Anlagen aus.

Dank sinkender Kosten konnte die Photovoltaik als Energiequelle in den letzten Jahren immer weiter wachsen. Dies ist zum Teil auf die massiven Investitionen der chinesischen Regierung in den Ausbau der Solarproduktionskapazitäten seit 2000 zurückzuführen – schließlich kommt der größte Teil der PV-Module aus China.

Verbesserungen bei der Herstellungstechnologie und der Effizienz (zu sehen beispielsweise auf der Intersolar Sachsen) haben ebenfalls zu sinkenden Kosten geführt. Finanzielle Anreize, wie z. B. Vorzugstarife für die Einspeisung von Solarstrom, haben die Installation von PV-Anlagen in vielen Ländern vorangetrieben. Der Effekt: Die Modulpreise fielen in den 2010er Jahren um etwa 90 %.

Im Jahr 2019 stieg die weltweit installierte PV-Kapazität auf mehr als 635 Gigawatt (GW) und deckte damit etwa zwei Prozent des weltweiten Strombedarfs ab. Nach Wasser- und Windkraft ist die PV heute die drittgrößte erneuerbare Energiequelle in Bezug auf die globale Kapazität. Im Jahr 2019 prognostizierte die Internationale Energieagentur ein Wachstum von 700-880 GW im Zeitraum von 2019 bis 2024. In einigen Fällen ist die PV in Regionen mit hohem Solarpotenzial die billigste Stromquelle.

Aber wer hat die PV-Technologie denn nun erfunden?

Es ist nicht ganz klar zu definieren, wer letztendlich Erfinder der PV-Technik im heutigen Sinne war. Der photovoltaische Effekt wurde erstmals vom französischen Physiker Edmond Becquerel experimentell nachgewiesen. Im Jahr 1839, im Alter von 19 Jahren, baute er im Labor seines Vaters die weltweit erste photovoltaische Zelle.

Willoughby Smith beschrieb am 20. Februar 1873 in der Zeitschrift Nature erstmals die „Wirkung von Licht auf Selen während des Durchgangs eines elektrischen Stroms“. 1883 baute Charles Fritts die erste Festkörper-Photovoltaikzelle, indem er den Halbleiter Selen mit einer dünnen Goldschicht überzog, um die Verbindungsstellen zu bilden. Das Gerät hatte einen Wirkungsgrad von nur etwa 1 %. Weitere Meilensteine sind:

  • 1888 – Der russische Physiker Aleksandr Stoletov baute die erste Zelle auf der Grundlage des von Heinrich Hertz 1887 entdeckten äußeren photoelektrischen Effekts.
  • 1905 – Albert Einstein schlägt eine neue Quantentheorie des Lichts vor und erklärt den photoelektrischen Effekt in einer bahnbrechenden Arbeit, für die er 1921 den Nobelpreis für Physik erhält.
  • 1941 – Vadim Lashkaryov entdeckt p-n-Übergänge in Cu2O- und Ag2S-Protozellen.
  • 1946 – Russell Ohl patentiert die moderne Halbleiter-Solarzelle mit Sperrschicht, während er an einer Reihe von Fortschritten arbeitet, die zum Transistor führen werden.
  • 1948 – In Introduction to the World of Semiconductors erklärt Kurt Lehovec in der Fachzeitschrift Physical Review möglicherweise als Erster den photovoltaischen Effekt.
  • 1954 – Die erste praktische photovoltaische Zelle wird in den Bell Laboratories öffentlich vorgeführt. Die Erfinder waren Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin und Gerald Pearson.
  • 1958 – Solarzellen erlangen durch den Einbau in den Satelliten Vanguard I

Fazit

Kaum eine andere Technologie bringt so viel Nutzen für unserer moderne Gesellschaft wie die Energieerzeugung per Photovoltaik. Sie ist relativ einfach herzustellen, sauber und in großen Teilen der Welt anwendbar – ein echter Heilsbringer!

Foto: leungchopan via Envato