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Wie aus einem Sonnenstrahl eine Tasse heißer Kaffee entsteht

Elektrizität spielt in unserem Leben eine zentrale Rolle, sei es beim Kochen, bei der Beleuchtung, bei der Mobilität oder beim Chatten mit KI. Um den steigenden Strombedarf CO2-neutral zu decken, müssen wir auf erneuerbare Energien wie Photovoltaik und Windkraft setzen.

Energieinfrastruktur
Erneuerbare Energien
Artikel

März 31, 2026

Die Energiewende setzt auf erneuerbare Energien

Wir beginnen unseren Tag mit einer Tasse heißem Kaffee oder Tee. Wenn wir von zu Hause aus arbeiten, schleichen wir uns ein paar Stunden später wieder in die Küche, um den Kühlschrank für einen Snack zu öffnen. Am Vormittag recherchieren wir online, um eine Präsentation fertigzustellen. Gegen Mittag nutzen wir den Reiskocher, um ein schnelles Mittagessen zuzubereiten. All diese Anwendungen haben eines gemeinsam: Sie benötigen Strom, um zu funktionieren.

Elektrizität spielt in unserem Leben eine immer zentralere Rolle. Wir sind für all unsere alltäglichen Bedürfnisse darauf angewiesen. Künstliche Intelligenz, die Elektrifizierung industrieller Prozesse, der Ausbau der Elektromobilität und der steigende Bedarf an Gebäudekühlung aufgrund des Klimawandels tragen zu einer steigenden Nachfrage bei.

Die IEA prognostiziert für die nächsten fünf Jahre einen Anstieg des weltweiten Stromverbrauchs um 5.400 TWh auf etwa 33.600 TWh.

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Elektrische Energie ist die hochwertigste und flexibelste Energieform, da wir Strom problemlos in Licht, Bewegung und Wärme umwandeln können. Doch wenn wir den steigenden Strombedarf CO2-neutral decken wollen, müssen wir auf erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie setzen.

Sonnenlicht als Energiequelle

Wie wird ein Sonnenstrahl in elektrische Energie umgewandelt? Die Animation zeigt, wie das funktioniert.

  • Photovoltaik (PV)-Solarmodule nutzen das Sonnenlicht als Energiequelle zur Erzeugung von Gleichstrom (DC). 
  • Die Photonen des Sonnenlichts regen die verschiedenen elektrischen Eigenschaften der Solarzellenschichten an, wodurch ein elektrisches Feld entsteht und somit Strom erzeugt wird. 
  • Solarzellen werden verwendet, um Energie aus Lichtstrahlen zu erzeugen, aber es wird ein Wechselrichter benötigt, um diese Energie in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. 
  • Der Wechselrichter ist das Bindeglied zwischen dem Solarmodul und dem Stromnetz. 
  • Er wandelt den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um. Dieser wird in ein kommerzielles Stromnetz eingespeist und schließlich in Haushaltsgeräten wie unseren Kaffeemaschinen verbraucht.

Mehr Energie aus jedem Sonnenstrahl – effiziente Energieumwandlung für Photovoltaik-Wechselrichter

Infineon bietet ein breites Portfolio an Halbleiter-Lösungen für Wechselrichter-Designs an: von wenigen Watt und Kilowatt für Privatanlagen bis hin zu mehreren Megawatt für gewerbliche Anwendungen und Großanlagen.

Photovoltaik für Privathaushalte: Stromerzeugung auf dem Dach

Photovoltaikanlagen für Privathaushalte wandeln Sonnenlicht zu Hause in sauberen, kostengünstigen Strom um. Infineon unterstützt diese Technologie mit Halbleitern für die Stromumwandlung, die Wechselrichtersteuerung und das Energiemanagement. Halbleiter auf Silizium-, Siliziumkarbid- und Galliumnitrid-Basis von Infineon tragen dazu bei, Photovoltaikanlagen energieeffizienter, zuverlässiger und kostengünstiger zu machen.

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Erfahren Sie mehr zu den Lösungen für Inverter

Photovoltaik-Kraftwerke: Versorgung des Stromnetzes mit grüner Energie

Große Solarkraftwerke erzeugen Strom für das öffentliche Stromnetz. Sie bestehen aus weitläufigen Feldern von Solarmodulen mit einer Leistung von mindestens 1 MW. Der erzeugte Gleichstrom wird durch mehrere große Wechselrichter umgewandelt.  

Unsere Leistungshalbleiter auf Silizium- und Siliziumkarbid-Basis ermöglichen eine hocheffiziente Stromumwandlung mit einem maximalen Wirkungsgrad von 99,2 Prozent. Das bedeutet, dass bei der Stromumwandlung weniger als ein Prozent verloren geht.

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Lösungen für Inverter im industriellen Maßstab

Effizienzgewinne durch Wide-Bandgap Halbleiter

Moderne Leistungshalbleiter basieren auf speziellen Wafer-Materialien (Siliziumkarbid oder Galliumnitrid) und haben spezifische Eigenschaften, die die Energieeffizienz optimieren. Dank ihrer Struktur und Eigenschaften können sie höhere Spannungen und Frequenzen verarbeiten und funktionieren auch bei höheren Temperaturen reibungslos. Das macht sie ideal für verschiedene elektronische Anwendungen wie Solarwechselrichter. 

Ein gutes Beispiel, bei dem Siliziumkarbid (SiC) eine erhebliche Miniaturisierung des Designs ermöglicht hat, sind Zentral- oder String-Wechselrichter in Solaranlagen. Die CoolSiC™-MOSFETs von Infineon erhöhen die Leistungsdichte um den Faktor 2,5, z. B. von 50 kW (Si) auf 125 kW (SiC) bei einem Gerätegewicht von weniger als 80 kg, so dass zwei Installateure das Gerät problemlos tragen können. 

Galliumnitrid (GaN) ist essentiell für die nächste Generation der Solarenergieerzeugung in Privathaushalten, da es erhebliche Energieeinsparungen und eine höhere Effizienz ermöglicht sowie die Einführung erneuerbarer Energiequellen beschleunigt. GaN-basierte Mikro-Wechselrichter, Optimierer und Power Conditioner wandeln Gleichstrom von Solarmodulen, der in Batterien gespeichert wird, effizienter in nutzbaren Wechselstrom für Haushalte, Unternehmen und Ladestationen um.

Wide-Bandgap Lösungen von Infineon

Batterie-Energiespeicher gleichen Angebot und Nachfrage aus

Die von Photovoltaikmodulen gelieferte Elektrizität schwankt je nach Wetterbedingungen und Tageszeit. Deshalb ist die Kombination von Photovoltaik- und Batterie-Energiespeichersystemen notwendig, um Angebot und Nachfrage aufeinander abzustimmen.

Halbleiter von Infineon spielen in vielen Bereichen eines Batterie-Energiespeichersystems eine wichtige Rolle. Sie übernehmen die Energieumwandlung und steuern die Batterie. Darüber hinaus unterstützen sie das Wärmemanagement durch Heizen, Kühlen und automatische Temperaturregelung. Sie sind außerdem für die Sicherheit und den Schutz der Anlage unverzichtbar.

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Moore's Lobby Podcast

Strom für eine grünere Zukunft: Einblicke von Dr. Peter Wawer, Division President Green Industrial Power

Im Moore's Lobby-Podcast von "All about Circuits" gibt Dr. Peter Wawer Einblicke in seine Karriere, in der er mit drei wichtige Halbleitertechnologien zu tun hatte: Photovoltaik auf Basis Silizium, Embedded Flash sowie Wide-Bandgap-Halbleiter für die Leistungselektronik.

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Renewables podcast with Peter Wawer
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