Die Solarenergie ist die sauberste, sicherste und zuverlässigste Energiequelle der Zukunft, und der beste Weg, sie nutzbar zu machen, ist die Ausnutzung des photovoltaischen Effekts, der dazu dient, einfallendes Sonnenlicht direkt in Elektrizität umzuwandeln, und dessen Geschichte mit der Entdeckung des photovoltaischen Effekts im Jahr 1839 begann. Die Nutzung der Fotovoltaik für die Energieversorgung hat jedoch mehr als hundert Jahre gedauert.
Die Geburtsstunde der Fotovoltaik
1839 entdeckte der französische Physiker Alexandre-Edmond Becquerel bei einem physikalischen Experiment, dass bei der Beleuchtung zweier Metallelektroden in einer leitenden Flüssigkeit ein Strom zwischen den Elektroden floss, ein Phänomen, das er als photovoltaischen Effekt bezeichnete. Zu Ehren seiner Entdeckung wird der photovoltaische Effekt auch als "Becquerel-Effekt" bezeichnet.
1883 erfand der amerikanische Erfinder Charles Fritts die erste Solarzelle, indem er einen Selen-Halbleiter mit einer sehr dünnen Goldschicht überzog, um einen Halbleiter-Metall-Übergang zu bilden. Der Umwandlungswirkungsgrad des Geräts betrug nur etwa 1 %, aber es zeigte das Potenzial der Photovoltaik als Mittel zur Stromerzeugung.
In den folgenden Jahrzehnten experimentierten die Forscher weiter mit verschiedenen Solarzellenmaterialien und -designs, mit unterschiedlichem Erfolg.
Im Jahr 1954 entwickelten Forscher der Bell Labs, darunter Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson, die erste monokristalline Silizium-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 6 %. Dieser Durchbruch war die Geburtsstunde der Photovoltaik-Technologie.
Die Entwicklung der Fotovoltaik-Technologie
Die Ölkrise in den 1970er Jahren trug ebenfalls dazu bei, das Interesse an erneuerbaren Energiequellen, einschließlich der Solarenergie, zu wecken.
Am 17. März 1958 wurde der zweite künstliche US-Satellit mit einer Trägerrakete ins All geschossen, die chemische und photovoltaische Zellen verwendete. Dieser kleine Satellit legte den Grundstein für den Einsatz von Solarzellen, die seither schrittweise für die Weltraumforschung weiterentwickelt wurden.
1976 beschloss die australische Regierung, das gesamte Telekommunikationsnetz im Outback mit photovoltaischen Zellstationen zu betreiben.
Seit 1983 nutzt die US-Küstenwache die Photovoltaik zur Stromversorgung ihrer Leuchtfeuer und Navigationslichter. Zu diesem Zeitpunkt lag der Anteil der USA am weltweiten PV-Markt bei etwa 21 %, wobei der PV-Markt hauptsächlich Lösungen für Inselsysteme anbot.
Nach 2007 setzte sich die Technologie der PV-Stromerzeugung weiter durch, und zur gleichen Zeit, als sich das globale Konzept des kohlenstoffarmen Lebens weiter verbreitete, trat die Solarenergie weltweit in eine rasche Entwicklungsphase ein, und die Länder führten staatliche Subventionen ein.
Von 2008 bis 2013 lag die jährliche Wachstumsrate der neuen PV-Installationen bei über 50 % und erreichte 2011 sogar fast 80 %.
Heute wird die PV-Technologie in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von kleinen Solarmodulen für Privathaushalte und Unternehmen bis hin zu großen Solarkraftwerken, die ganze Gemeinden mit Strom versorgen. Weltweit werden bereits jetzt jährlich neue PV-Kapazitäten installiert, von 16 GW im Jahr 2010 bis 260 GW im Jahr 2022.
Mit fortschreitender Forschung und Entwicklung werden wir in den kommenden Jahren wahrscheinlich effizientere und erschwinglichere Solarzellen sehen, die dazu beitragen, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern.
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