Photovoltaik f├╝r Kinder

 

Photovoltaik - Kindern erkl├Ąrt

 
 

Wie funktioniert Photovoltaik?

Photovoltaik im Land

In Deutschland wird bereits in ├╝ber einer Million Photovoltaikanlagen Sonnenstrom erzeugt. Die blauen oder schwarzen Photovoltaikmodule auf den D├Ąchern, an den Fassaden und in der freien Landschaft fallen nat├╝rlich auch Kindern auf.

Wie erkl├Ąre ich meinem kleinen Neffen, dem kleinen Bruder oder der kleinen Schwester, wie die Photovoltaik funktioniert?

Zum Gl├╝ck ist es ganz einfach.

Photovoltaik f├╝r Kinder

Was tut eine Photovoltaikanlage?

Photovoltaikanlage auf einem Solardach

Hier ist auf dem Dach eine Photovoltaikanlage montiert. Photo kommt von dem griechischen Wort f├╝r Licht, Phos. Voltaik kommt von Alessandro Volta, einem ber├╝hmten italienischen Elektrizit├Ątsforscher, der von 1745 bis 1827 gelebt hat. Photovoltaik hei├čt also ungef├Ąhr: “Elektrizit├Ąt aus Licht". Und das ist genau das, was eine Photovoltaikanlage tut – sie erzeugt Strom aus Licht.

Wo entsteht der Strom?

Die blaue oder fast schwarze Farbe, die man in den Anlagen sieht, ist Silizium. Oder fast – Silizium ist eigentlich grau. Aber auf dem Silizium liegt eine Schicht, die das Licht schluckt, damit nichts davon verloren geht. Durch diese Schicht wirkt das Silizium blau oder schwarz.
Im Silizium wird der Strom erzeugt, der sp├Ąter aus der Steckdose kommt. Die Frage ist: Wie wird das gemacht? Silizium ist ein “Halbleiter". Halbleiter leiten Strom – aber das tun sie nicht immer (darum halb); sie tun es nur unter bestimmten Bedingungen.
Der Strom ist ein Fluss von sehr, sehr kleinen Teilchen.

Einspeisung in den Stromkreis

Dein kleiner Bruder wei├č vielleicht, dass alles aus einzelnen Atomen besteht – der Stuhl, auf dem er sitzt, der Tisch, auf den er klopft, und das Fahrrad, mit dem er f├Ąhrt. Alles ist aus Atomen aufgebaut; nur sind die Atome so klein, dass man sie nicht sieht – sie sind wirklich schon sehr klein. An den R├Ąndern sind sie miteinander verbunden – sie bilden ein Gitter. Und in diesem Gitter befinden sich noch kleinere Teilchen – das sind die Elektronen.
Wenn diese sehr, sehr kleinen Teilchen nun von Atom zu Atom flie├čen: Das ist Strom.

Was ist Strom also?

Strom ist also eigentlich nichts anderes als der Fluss von sehr, sehr kleinen Elektronen. Die Silizium-Atome enthalten Elektronen, die gern an ihrem Platz im Gitter bleiben (wie wahrscheinlich dein kleiner Bruder, wenn er m├╝de wird) – und erst, wenn sie genug Energie haben (wie dein kleiner Bruder, wenn er hellwach ist), flie├čen sie (nein, das hei├čt nicht, dass dein kleiner Bruder irgendwie auch ein Halbleiter ist … :D ).

Also, es wird morgens, die Elektronen r├Ąkeln sich noch in ihrem Atomgitter, und es flie├čt kein Strom. Jetzt kommen die Sonnenstrahlen, und sie kicken die Elektronen mit ihrer Energie aus ihrer bequemen Situation heraus – und das gleich millionenfach! Jetzt werden also die Elektronen “rappelig" – und kommen in Bewegung.

Aber Bewegung wohin? Auf der R├╝ckseite der Photovoltaikanlage ist auch Silizium – aber eines, in dessen Gitter noch Platz ist f├╝r weitere Elektronen. Die Elektronen, die gerne wieder ein Zuhause h├Ątten, nachdem die Sonne sie aus ihren alten Pl├Ątzen weggekickt hat, m├Âchten gern an diesen bequemen Platz – und daf├╝r machen sie sich auf den Weg.

Leider k├Ânnen sie nicht gleich auf die R├╝ckseite, weil eine Barriere dazwischen liegt. Deshalb m├╝ssen sie einen Umweg machen: ├ťber die Stromleitung – denn die ist vorn an der Vorderseite angebracht (das sind die wei├čen Streifen auf der Oberfl├Ąche), und das andere Ende ist auf der R├╝ckseite.

Schlie├čen des Stromkreises einer Photovoltaik-Anlage

Man k├Ânnte diese Bewegung von der Vorderseite ├╝ber die Stromleitung zur R├╝ckseite auch anders nennen: Der Strom flie├čt. Manchmal flie├čt er nur eine kurze Strecke, wie z.B. in einem solarbetriebenen Taschenrechner. Und manchmal flie├čt er eine lange Strecke – auf seinem Weg erleuchtet er Lampen, Bildschirme, Uhren und Wecker, betreibt Musikanlagen, Maschinen, Batterieaufladeger├Ąte und Spielekonsolen.

Warum darf man die Stromleitung oder die Photovoltaikanlage ├╝brigens nicht anfassen? In der Leitung ist der Strom zwar nicht gef├Ąhrlich – wenn er in den menschlichen K├Ârper gelangt, aber schon. Unser K├Ârper hat keine Stromleitungen, auf denen er den Strom in die richtigen Bahnen lenkt – also sucht der Strom sich seinen Weg quer durch die Organe, und dabei kann er uns innerlich verbrennen. Also: Vorsicht, und H├Ąnde weg!

In der Stromleitung selbst aber, wie gesagt, ist der Strom in der Regel nicht gef├Ąhrlich.

Der Stromkreislauf

Viele Photovoltaik-Module

Nachdem die Elektronen ihre Arbeit erledigt, Zugbr├╝cken gehoben, Flugzeuge gebaut und Fernseher betrieben haben, sind sie sozusagen m├╝de. Sie kommen zur├╝ck auf die R├╝ckseite der Photovoltaikanlage und suchen sich einen bequemen Platz im Atomgitter des Siliziums. Nur ganz allm├Ąhlich treiben sie, wie im Schlaf, wieder hinauf auf die Oberseite. Damit haben sie einen vollst├Ąndigen Kreis zur├╝ckgelegt – den sogenannten Stromkreislauf.

Am n├Ąchsten Morgen geht alles von vorne los. ├ťbrigens muss man den Strom gar nicht auf die ganz lange Reise schicken. Einen Teil davon kann man auch sehr gut zuhause verbrauchen.

So also funktioniert die Photovoltaik.

Solarzellen im Zusammenspiel

Wie funktioniert Photovoltaik?

Photovoltaik im Land

In Deutschland wird bereits in ├╝ber einer Million Photovoltaikanlagen Sonnenstrom erzeugt. Die blauen oder schwarzen Photovoltaikmodule auf den D├Ąchern, an den Fassaden und in der freien Landschaft fallen nat├╝rlich auch Kindern auf.

Wie erkl├Ąre ich meinem kleinen Neffen, dem kleinen Bruder oder der kleinen Schwester, wie die Photovoltaik funktioniert?

Zum Gl├╝ck ist es ganz einfach.

Photovoltaik f├╝r Kinder

Was tut eine Photovoltaikanlage?

Photovoltaikanlage auf einem Solardach

Hier ist auf dem Dach eine Photovoltaikanlage montiert. Photo kommt von dem griechischen Wort f├╝r Licht, Phos. Voltaik kommt von Alessandro Volta, einem ber├╝hmten italienischen Elektrizit├Ątsforscher, der von 1745 bis 1827 gelebt hat. Photovoltaik hei├čt also ungef├Ąhr: “Elektrizit├Ąt aus Licht". Und das ist genau das, was eine Photovoltaikanlage tut – sie erzeugt Strom aus Licht.

Wo entsteht der Strom?

Die blaue oder fast schwarze Farbe, die man in den Anlagen sieht, ist Silizium. Oder fast – Silizium ist eigentlich grau. Aber auf dem Silizium liegt eine Schicht, die das Licht schluckt, damit nichts davon verloren geht. Durch diese Schicht wirkt das Silizium blau oder schwarz.
Im Silizium wird der Strom erzeugt, der sp├Ąter aus der Steckdose kommt. Die Frage ist: Wie wird das gemacht? Silizium ist ein “Halbleiter". Halbleiter leiten Strom – aber das tun sie nicht immer (darum halb); sie tun es nur unter bestimmten Bedingungen.
Der Strom ist ein Fluss von sehr, sehr kleinen Teilchen.

Einspeisung in den Stromkreis

Dein kleiner Bruder wei├č vielleicht, dass alles aus einzelnen Atomen besteht – der Stuhl, auf dem er sitzt, der Tisch, auf den er klopft, und das Fahrrad, mit dem er f├Ąhrt. Alles ist aus Atomen aufgebaut; nur sind die Atome so klein, dass man sie nicht sieht – sie sind wirklich schon sehr klein. An den R├Ąndern sind sie miteinander verbunden – sie bilden ein Gitter. Und in diesem Gitter befinden sich noch kleinere Teilchen – das sind die Elektronen.
Wenn diese sehr, sehr kleinen Teilchen nun von Atom zu Atom flie├čen: Das ist Strom.

Was ist Strom also?

Strom ist also eigentlich nichts anderes als der Fluss von sehr, sehr kleinen Elektronen. Die Silizium-Atome enthalten Elektronen, die gern an ihrem Platz im Gitter bleiben (wie wahrscheinlich dein kleiner Bruder, wenn er m├╝de wird) – und erst, wenn sie genug Energie haben (wie dein kleiner Bruder, wenn er hellwach ist), flie├čen sie (nein, das hei├čt nicht, dass dein kleiner Bruder irgendwie auch ein Halbleiter ist … :D ).

Also, es wird morgens, die Elektronen r├Ąkeln sich noch in ihrem Atomgitter, und es flie├čt kein Strom. Jetzt kommen die Sonnenstrahlen, und sie kicken die Elektronen mit ihrer Energie aus ihrer bequemen Situation heraus – und das gleich millionenfach! Jetzt werden also die Elektronen “rappelig" – und kommen in Bewegung.

Aber Bewegung wohin? Auf der R├╝ckseite der Photovoltaikanlage ist auch Silizium – aber eines, in dessen Gitter noch Platz ist f├╝r weitere Elektronen. Die Elektronen, die gerne wieder ein Zuhause h├Ątten, nachdem die Sonne sie aus ihren alten Pl├Ątzen weggekickt hat, m├Âchten gern an diesen bequemen Platz – und daf├╝r machen sie sich auf den Weg.

Leider k├Ânnen sie nicht gleich auf die R├╝ckseite, weil eine Barriere dazwischen liegt. Deshalb m├╝ssen sie einen Umweg machen: ├ťber die Stromleitung – denn die ist vorn an der Vorderseite angebracht (das sind die wei├čen Streifen auf der Oberfl├Ąche), und das andere Ende ist auf der R├╝ckseite.

Schlie├čen des Stromkreises einer Photovoltaik-Anlage

Man k├Ânnte diese Bewegung von der Vorderseite ├╝ber die Stromleitung zur R├╝ckseite auch anders nennen: Der Strom flie├čt. Manchmal flie├čt er nur eine kurze Strecke, wie z.B. in einem solarbetriebenen Taschenrechner. Und manchmal flie├čt er eine lange Strecke – auf seinem Weg erleuchtet er Lampen, Bildschirme, Uhren und Wecker, betreibt Musikanlagen, Maschinen, Batterieaufladeger├Ąte und Spielekonsolen.

Warum darf man die Stromleitung oder die Photovoltaikanlage ├╝brigens nicht anfassen? In der Leitung ist der Strom zwar nicht gef├Ąhrlich – wenn er in den menschlichen K├Ârper gelangt, aber schon. Unser K├Ârper hat keine Stromleitungen, auf denen er den Strom in die richtigen Bahnen lenkt – also sucht der Strom sich seinen Weg quer durch die Organe, und dabei kann er uns innerlich verbrennen. Also: Vorsicht, und H├Ąnde weg!

In der Stromleitung selbst aber, wie gesagt, ist der Strom in der Regel nicht gef├Ąhrlich.

Der Stromkreislauf

Viele Photovoltaik-Module

Nachdem die Elektronen ihre Arbeit erledigt, Zugbr├╝cken gehoben, Flugzeuge gebaut und Fernseher betrieben haben, sind sie sozusagen m├╝de. Sie kommen zur├╝ck auf die R├╝ckseite der Photovoltaikanlage und suchen sich einen bequemen Platz im Atomgitter des Siliziums. Nur ganz allm├Ąhlich treiben sie, wie im Schlaf, wieder hinauf auf die Oberseite. Damit haben sie einen vollst├Ąndigen Kreis zur├╝ckgelegt – den sogenannten Stromkreislauf.

Am n├Ąchsten Morgen geht alles von vorne los. ├ťbrigens muss man den Strom gar nicht auf die ganz lange Reise schicken. Einen Teil davon kann man auch sehr gut zuhause verbrauchen.

So also funktioniert die Photovoltaik.

Solarzellen im Zusammenspiel

Wie funktioniert Photovoltaik?

Photovoltaik im Land

In Deutschland wird bereits in ├╝ber einer Million Photovoltaikanlagen Sonnenstrom erzeugt. Die blauen oder schwarzen Photovoltaikmodule auf den D├Ąchern, an den Fassaden und in der freien Landschaft fallen nat├╝rlich auch Kindern auf.

Wie erkl├Ąre ich meinem kleinen Neffen, dem kleinen Bruder oder der kleinen Schwester, wie die Photovoltaik funktioniert?

Zum Gl├╝ck ist es ganz einfach.

Photovoltaik f├╝r Kinder

Was tut eine Photovoltaikanlage?

Photovoltaikanlage auf einem Solardach

Hier ist auf dem Dach eine Photovoltaikanlage montiert. Photo kommt von dem griechischen Wort f├╝r Licht, Phos. Voltaik kommt von Alessandro Volta, einem ber├╝hmten italienischen Elektrizit├Ątsforscher, der von 1745 bis 1827 gelebt hat. Photovoltaik hei├čt also ungef├Ąhr: “Elektrizit├Ąt aus Licht". Und das ist genau das, was eine Photovoltaikanlage tut – sie erzeugt Strom aus Licht.

Wo entsteht der Strom?

Die blaue oder fast schwarze Farbe, die man in den Anlagen sieht, ist Silizium. Oder fast – Silizium ist eigentlich grau. Aber auf dem Silizium liegt eine Schicht, die das Licht schluckt, damit nichts davon verloren geht. Durch diese Schicht wirkt das Silizium blau oder schwarz.
Im Silizium wird der Strom erzeugt, der sp├Ąter aus der Steckdose kommt. Die Frage ist: Wie wird das gemacht? Silizium ist ein “Halbleiter". Halbleiter leiten Strom – aber das tun sie nicht immer (darum halb); sie tun es nur unter bestimmten Bedingungen.
Der Strom ist ein Fluss von sehr, sehr kleinen Teilchen.

Einspeisung in den Stromkreis

Dein kleiner Bruder wei├č vielleicht, dass alles aus einzelnen Atomen besteht – der Stuhl, auf dem er sitzt, der Tisch, auf den er klopft, und das Fahrrad, mit dem er f├Ąhrt. Alles ist aus Atomen aufgebaut; nur sind die Atome so klein, dass man sie nicht sieht – sie sind wirklich schon sehr klein. An den R├Ąndern sind sie miteinander verbunden – sie bilden ein Gitter. Und in diesem Gitter befinden sich noch kleinere Teilchen – das sind die Elektronen.
Wenn diese sehr, sehr kleinen Teilchen nun von Atom zu Atom flie├čen: Das ist Strom.

Was ist Strom also?

Strom ist also eigentlich nichts anderes als der Fluss von sehr, sehr kleinen Elektronen. Die Silizium-Atome enthalten Elektronen, die gern an ihrem Platz im Gitter bleiben (wie wahrscheinlich dein kleiner Bruder, wenn er m├╝de wird) – und erst, wenn sie genug Energie haben (wie dein kleiner Bruder, wenn er hellwach ist), flie├čen sie (nein, das hei├čt nicht, dass dein kleiner Bruder irgendwie auch ein Halbleiter ist … :D ).

Also, es wird morgens, die Elektronen r├Ąkeln sich noch in ihrem Atomgitter, und es flie├čt kein Strom. Jetzt kommen die Sonnenstrahlen, und sie kicken die Elektronen mit ihrer Energie aus ihrer bequemen Situation heraus – und das gleich millionenfach! Jetzt werden also die Elektronen “rappelig" – und kommen in Bewegung.

Aber Bewegung wohin? Auf der R├╝ckseite der Photovoltaikanlage ist auch Silizium – aber eines, in dessen Gitter noch Platz ist f├╝r weitere Elektronen. Die Elektronen, die gerne wieder ein Zuhause h├Ątten, nachdem die Sonne sie aus ihren alten Pl├Ątzen weggekickt hat, m├Âchten gern an diesen bequemen Platz – und daf├╝r machen sie sich auf den Weg.

Leider k├Ânnen sie nicht gleich auf die R├╝ckseite, weil eine Barriere dazwischen liegt. Deshalb m├╝ssen sie einen Umweg machen: ├ťber die Stromleitung – denn die ist vorn an der Vorderseite angebracht (das sind die wei├čen Streifen auf der Oberfl├Ąche), und das andere Ende ist auf der R├╝ckseite.

Schlie├čen des Stromkreises einer Photovoltaik-Anlage

Man k├Ânnte diese Bewegung von der Vorderseite ├╝ber die Stromleitung zur R├╝ckseite auch anders nennen: Der Strom flie├čt. Manchmal flie├čt er nur eine kurze Strecke, wie z.B. in einem solarbetriebenen Taschenrechner. Und manchmal flie├čt er eine lange Strecke – auf seinem Weg erleuchtet er Lampen, Bildschirme, Uhren und Wecker, betreibt Musikanlagen, Maschinen, Batterieaufladeger├Ąte und Spielekonsolen.

Warum darf man die Stromleitung oder die Photovoltaikanlage ├╝brigens nicht anfassen? In der Leitung ist der Strom zwar nicht gef├Ąhrlich – wenn er in den menschlichen K├Ârper gelangt, aber schon. Unser K├Ârper hat keine Stromleitungen, auf denen er den Strom in die richtigen Bahnen lenkt – also sucht der Strom sich seinen Weg quer durch die Organe, und dabei kann er uns innerlich verbrennen. Also: Vorsicht, und H├Ąnde weg!

In der Stromleitung selbst aber, wie gesagt, ist der Strom in der Regel nicht gef├Ąhrlich.

Der Stromkreislauf

Viele Photovoltaik-Module

Nachdem die Elektronen ihre Arbeit erledigt, Zugbr├╝cken gehoben, Flugzeuge gebaut und Fernseher betrieben haben, sind sie sozusagen m├╝de. Sie kommen zur├╝ck auf die R├╝ckseite der Photovoltaikanlage und suchen sich einen bequemen Platz im Atomgitter des Siliziums. Nur ganz allm├Ąhlich treiben sie, wie im Schlaf, wieder hinauf auf die Oberseite. Damit haben sie einen vollst├Ąndigen Kreis zur├╝ckgelegt – den sogenannten Stromkreislauf.

Am n├Ąchsten Morgen geht alles von vorne los. ├ťbrigens muss man den Strom gar nicht auf die ganz lange Reise schicken. Einen Teil davon kann man auch sehr gut zuhause verbrauchen.

So also funktioniert die Photovoltaik.

Solarzellen im Zusammenspiel