Was ist eigentlich der Unterschied

zwischen Sonnenkollektor und Solarzelle?

In beiden Fällen handelt es sich um Energiewandler. In beiden Fällen ist die Eingangsenergie die solare Einstrahlung durch die Sonne. Im Solarkollektor wird die eingefangene Sonnenstrahlung in thermische Energie (Wärme) umgewandelt. In der Solarzelle findet auf direktem Wege die Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrische Energie statt.

Der Solarkollektor ist also grundsätzlich so aufgebaut, dass er möglichst viel der einfallenden Sonnenstrahlung absorbiert (aufnimmt) und in innere Energie umwandelt. Diese Zunahme an innerer Energie drückt sich über die Temperaturzunahme aus. Mithilfe so genannter Wärmeträger (in aller Regel Flüssigkeiten) ist es möglich, diese freigesetzte Wärme kontinuierlich abzutransportieren und einer Nutzung zuzuführen. Der bekannteste Vertreter dieser Solarkollektortechnik ist der Solarflachkollektor (Bild 1). Hauptbestandteil ist der flächenhafte Absorber, also das Teil, das die Aufgabe hat, die Sonnenstrahlung einzufangen und in Wärme umzuwandeln. Die restlichen Teile dienen dem Schutz vor Wärmeverlust und der mechanischen Stabilisierung. Auch alle anderen Kollektorbauarten (Röhrenkollektor, Speicherkollektor, Rinnenkollektor) funktionieren nach dem gleichen Prinzip, sind jedoch geometrisch völlig unterschiedlich aufgebaut.

Die Solarzelle erreicht ihre Funktion aufgrund ganz spezieller Materialeigenschaften. Es gibt verschiedene Materialkombinationen, bei denen der so genannte photovoltaische Effekt auftritt. In diesem Fall findet bei Einfall von Licht die Freisetzung von elektrischen Ladungsträgern statt. In verschiedenen Halbleitermaterialien und ganz speziell in Silizium ist dieser Effekt zu beobachten. Die auch heute noch am häufigsten eingesetzte Solarzelle (Bild 2) besteht aus zwei übereinander liegenden, sehr dünnen, lichtdurchlässigen Schichten aus kristallinem Silizium. Durch gezieltes Zufügen von Spuren anderer Elemente (Dotierung) verhalten sich die beiden Schichten elektrisch unterschiedlich. Die durch die eingefallene Sonnenstrahlung freigesetzten elektrischen Ladungsträger können als elektrischer Strom abgeleitet werden. Beim technischen Einsatz werden mehrere solcher Solarzellen zu Solarmodulen zusammengefügt und gleichzeitig mit Rahmen- und Schutzkonstruktionen versehen.

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