Im Vergleich mit fossilen Kraftwerken reduziert eine Stromerzeugung über Photovoltaik die Freisetzung von CO2 massiv und bremst damit den Treibhauseffekt wirksam." Eine Kilowattstunde Solarstrom verursacht laut Zahlen des Umweltbundesamts einen Treibhauseffekt, der rund 40 Gramm Kohlendioxid entspricht.
Der photovoltaische Effekt ist der physikalische Prozess, durch den Licht direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Er tritt in Materialien auf, die als Halbleiter fungieren, wie z.B. Silizium, das häufig in Solarzellen verwendet wird.
Wenn Licht (Photonen) auf eine Solarzelle trifft, wird die Energie der Photonen von den Elektronen im Halbleitermaterial absorbiert. Diese Energieübertragung löst Elektronen aus ihren normalen Positionen im Atomverband, sodass sie frei beweglich werden. Gleichzeitig entstehen an den Stellen, von denen die Elektronen stammen, sogenannte "Löcher" (Orte ohne Elektron).
In einer Solarzelle wird ein elektrisches Feld erzeugt, das dafür sorgt, dass sich die freigesetzten Elektronen in eine Richtung bewegen, während die Löcher in die entgegengesetzte Richtung wandern. Diese gerichtete Bewegung von Ladungsträgern erzeugt einen elektrischen Strom, der als Gleichstrom aus der Solarzelle abgegriffen werden kann.
Solarenergie verursacht über den gesamten Lebenszyklus hinweg weniger Treibhausgasemissionen als herkömmliche Energiequellen aus fossilen Brennstoffen . Während bei der Herstellung und dem Recycling des Solarsystems möglicherweise einige Treibhausgasemissionen entstehen, verursacht die Energieerzeugung keinerlei Treibhausgasemissionen und keinerlei Auswirkungen auf die Umwelt.
Die Sonne stellt eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle dar, die auf der ganzen Welt verfügbar ist. Ihre Nutzung kann den globalen Energiebedarf decken und die Abhängigkeit von endlichen Ressourcen verringern.
Neben CO₂ emittieren fossile Kraftwerke auch Schadstoffe wie Schwefeldioxid und Stickoxide, die zur Luftverschmutzung beitragen. Solarenergie vermeidet diese Emissionen, was die Luftqualität verbessert und gesundheitliche Vorteile bringt.
Photovoltaikanlagen können auf Dächern, Gebäuden oder sogar in abgelegenen Gebieten installiert werden, wodurch der Bedarf an großen zentralisierten Kraftwerken reduziert wird. Dies vermindert Übertragungsverluste und fördert eine effizientere Nutzung der erzeugten Energie..
Fortschritte in der PV-Technologie machen Solarstrom immer günstiger und effizienter. Dies fördert die breite Einführung und macht Solarenergie zu einer zunehmend wettbewerbsfähigen Alternative zu fossilen Brennstoffen.
Der Einsatz von Photovoltaik ersetzt fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas, die bei der Verbrennung große Mengen an CO₂ freisetzen. Weniger fossile Brennstoffe zu nutzen, bedeutet geringere CO₂-Emissionen, was wiederum zur Verringerung des Treibhauseffekts beiträgt.
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