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Photovoltaik: Zentrales Puzzleteil der dezentralen Stromversorgung

Die Energiewende ist in vollem Gange. Bereits im laufenden Jahr bezieht Deutschland laut Umweltbundesamt zu über 50 % Energie aus erneuerbaren Quellen und durch die dringende Notwendigkeit, unseren CO2-Ausstoß weiter zu reduzieren, gewinnen erneuerbare Energien weiter an Bedeutung. Besonders Photovoltaikanlagen spielen eine maßgebliche Rolle in der dezentralen Stromversorgung und tragen durch Ihre Flexibilität und Kompaktheit zur nachhaltigen Energiezukunft bei.

Funktionsweise von Photovoltaikanlagen

Eine PV-Anlage besteht aus vielen einzelnen Solarzellen, die zu Modulen verbunden werden. Jede Solarzelle besteht aus zwei Schichten Silizium, die unterschiedlich dotiert sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, wird die Energie der Photonen von den Elektronen im Silizium absorbiert.

Dadurch werden die Elektronen angeregt und beginnen sich zu bewegen, was zu einem elektrischen Strom führt. Die angeregten Elektronen bewegen sich durch das elektrische Feld in der Solarzelle und erzeugen Gleichstrom (DC), welcher dann durch die Leitungen der Module weitergeleitet wird. Da die meisten Haushaltsgeräte und das Stromnetz jedoch Wechselstrom (AC) benötigen, wird der erzeugte Gleichstrom durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und so nutzbar gemacht.

Vorteile dezentraler Energieversorgung.

Dezentralität bietet zahlreiche Vorteile gegenüber zentralisierten Energiesystemen. Eine dezentrale Energieversorgung kann den teuren und zeitaufwendigen Ausbau des Strom- und Wärmenetzes deutlich reduzieren. Gleichzeitig fördert sie eine breite gesellschaftliche Teilhabe und vermeidet die Entstehung von Monopolstrukturen. Dies ermöglicht es Immobilieneigentümern und lokalen Energiezellen, ihren Energiebedarf eigenständig zu decken und gleichzeitig flexibel auf lokale Gegebenheiten einzugehen.

Die Rolle der PV Anlagen

Photovoltaikanlagen sind ideal für eine dezentrale Stromerzeugung, da sie auf Dächern von Wohnhäusern, Gewerbegebäuden und Industrieanlagen installiert werden können. Dadurch wird der erzeugte Strom dort genutzt, wo er benötigt wird, was den Bedarf an teuren Stromtrassen und großflächigen Netzausbauten reduziert. Zudem können Photovoltaikanlagen mit verschiedenen Speichersystemen und Wärmeerzeugern kombiniert werden, um eine stabile Energieversorgung auch bei schwankendem Angebot zu gewährleisten.

Herausforderungen und Zukunft der Speichertechnologien

Koordination und Speicherung von überschüssigem Strom sind die größten Herausforderungen der Energiewende. Speichertechnologien sind unerlässlich, um die Versorgungssicherheit auch bei Dunkelflauten zu gewährleisten. Diesem Problem nimmt sich PAUL durch die smarte Kopplung von Sektoren an: Und zwar durch die KI-gestützte Koordinierung von Wärmepumpen als Stromabnehmer und Warmwasserspeichermodulen für einen bedarfsgerechten Abruf von Energie. Wenn Sie sich für Wärmepumpen interessieren, haben wir hier auch dazu einen eigenen Journal-Beitrag verfasst.

Erneuerbare Energien: Eine 100 Prozent Lösung

Eine aktuelle Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) und der Technischen Universität Berlin zeigt, dass Deutschland seinen gesamten Energiebedarf an Strom, Wärme und Mobilität zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien decken kann. Dies wäre möglich ohne außer-europäische Energieimporte und unter Berücksichtigung der tatsächlichen Netzinfrastrukturkosten. Ein solcher Ansatz würde den Bedarf an großangelegtem Netzausbau erheblich reduzieren und die Energiewende kosteneffizienter gestalten. Auch wir bei PAUL sind der Überzeugung, dass schon heute die Mittel zur Verfügung stehen, insbesondere den energieintensiven Wohnungsmarkt, durch smarte Sektorenkopplung emissionsfrei energetisch zu versorgen.

Schlussfolgerung: Die Zukunft ist dezentral!

Die Umstellung auf eine dezentrale Energieversorgung bietet immense Vorteile für die Umwelt, die Gesellschaft und die Wirtschaft. Photovoltaikanlagen werden dabei eine Schlüsselrolle spielen, da sie eine emissionsfreie und flexible Stromerzeugung und Energieversorgung ermöglichen. Im Zusammenspiel mit Wärmepumpen und der Koordination durch die KI können wir gemeinsam eine nachhaltige und unabhängige Energiezukunft gestalten.

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Kristina Klehr