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Elektrischer Strom aus Sonnenlicht: Wie kam es zu dieser Idee? Die Geschichte zeigt: Von einer zufälligen Entdeckung bis zum modernen Solarmodul war es eine lange und spannende Entwicklung – und die Schweizer Anlagenbetreiber spielen dabei eine besondere Rolle.
Die Erkenntnis: Licht ist Energie
Mit jedem Lichtstrahl von der Sonne fällt auch eine kleine Energieportion auf die Erde. Was heute zum Schulwissen gehört, war früher eine Herausforderung für die Wissenschaft. Dass Licht eine elektrische Wirkung auslösen kann, ist bereits seit 1839 bekannt. In diesem Jahr entdeckte Alexandre Edmond Becquerel den sogenannten photoelektrischen Effekt: Eine Spannungsänderung zwischen zwei Elektroden, wenn eine von ihnen beleuchtet wird. Erklären konnte er diese Beobachtung jedoch nicht. Tatsächlich vergingen fast 70 Jahre, bis Albert Einstein seine Theorien zu diesem Phänomen veröffentlichte – sie sollten ihm 1921 den Nobelpreis für Physik einbringen.
Halbleiter als Solarzellen
Einsteins Theorien lieferten zwar eine Erklärung – an ein Solarkraftwerk mochte zu dieser Zeit dennoch kaum jemand glauben. Ein Problem war die vergleichsweise geringe Stromausbeute, die mit den ersten „Solarzellen“ aus Selen möglich war. Das änderte sich 1940: Erstmals verwendete Russell S. Ohl in den USA Silizium zur Stromgewinnung. Zudem entwickelte er ein Verfahren, mit dem die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters verändert werden können – die sogenannte Dotierung. Dabei wird das Ausgangsmaterial mit Spuren von Fremdstoffen versetzt. 1954 erreichte er mit seinen dotierten Silizium-Zellen einen Wirkungsgrad von vier Prozent.
Von der Raumsonde aufs Hausdach
Eine nennenswerte Menge Strom aus Sonnenlicht – das weckte das Interesse der Forscher. Bis zum Einsatz von Solarzellen auf dem Hausdach war es jedoch noch ein weiter Weg – im Wortsinn. Die ersten Module waren nicht für die Verwendung auf der Erde gedacht, sondern versorgten den amerikanischen Satelliten Vanguard 1 mit Strom. Diese Art der Versorgung von Raumsonden und Co. wird bis heute erfolgreich genutzt.
Was im Weltall funktioniert, muss auch auf der Erde klappen – mit dieser Überzeugung begannen die ersten Solarpioniere mit der Forschung an Modulen für die terrestrische Verwendung. Das Problem: Die Anlagen waren im Vergleich zu billigen fossilen Energieträgern viel zu teuer. Erst eine internationale Krise sollte das ändern: Durch den starken Anstieg der Ölpreise 1973 wurde die Solartechnik plötzlich interessant für einen breiten Markt. So entstanden in den USA die ersten grossflächigen Modulfelder.
PV-Dachanlagen – eine Schweizer Erfindung?
Riesige Felder voll mit Solarzellen in Europa? Der Schweizer Professor Pierre Fornallaz erkannte, dass das nahezu unmöglich ist. Er entwickelte eine andere Idee: die dezentrale Erzeugung von Solarstrom. Markus Real, Ingenieur und ebenfalls Schweizer, fand auch einen geeigneten Ort dafür: das Hausdach. Die europaweit erste Solaranlage mit Netzkopplung entstand 1979 auf seinem Geräteschuppen in Würenlingen. 1986 folgten auf seine Initiative weitere 333 Anlagen mit jeweils drei kWp Nennleistung auf Schweizer Dächern. Stetig verbesserte Halbleiter-Zellen sorgten fortan für immer höhere Wirkungsgrade. Die zunehmende Nachfrage liess die Module zudem günstiger werden. Heute gehören PV-Anlagen zur umweltfreundlichen Gewinnung von Strom wie selbstverständlich in die Landschaft.
Seit 2007 ist auch die MBRsolar Teil der Erfolgsgeschichte von Solarstrom: Wir planen, realisieren und betreuen Anlagen in der gesamten Schweiz.