Elektrobiologie: Photovoltaik ohne zusätzliche Belastung

21/09/2018

Elektrobiologie

Ionenströme, Aktionspotential, elektrische Impulse – menschliche Nervenzellen erinnern im Detail stark an elektronische Bauteile. Da liegt die Vermutung nahe, dass elektrische oder magnetische Felder das biochemische Zusammenspiel im Organismus beeinflussen können. Wie sich eventuelle Auswirkungen gestalten, ist die Forschungsfrage der Elektrobiologie.

Was passiert im Gehirn, wenn wir vor dem Kühlschrank stehen?

Eine scheinbar belanglose Frage? Wissenschaftler aus Physik, Medizin und Biologie sehen das durchaus anders. Bei Ihnen geht es jedoch nicht um die Wahl des Kaltgetränks oder die Wut über mangelnde Ordnung. Elektrische Geräte wie der Kühlschrank interessieren Sie aus einem anderen Grund: Je nach Aufbau und Funktionsprinzip erzeugen sie magnetische und elektrische Felder. Deren Auswirkungen auf den Körper, etwa die Zellmembran, den Hormonhaushalt und das Nervensystem, werden aktuell diskutiert.[1] Was genau im Körper passiert, wenn wir uns in elektrischen und magnetischen Feldern befinden, ist Forschungsgegenstand der Elektrobiologie.

Eine konkrete Abgrenzung zu anderen Wissenschaftsgebieten besteht dabei nicht. Folglich gibt es keine klassischen „Elektrobiologen“, die im Labor mit Kabeln und Kondensatoren experimentieren. Vielmehr sind es Ärzte, Physiker und Biochemiker, die sich mit den Auswirkungen von Feldern auf den Organismus befassen. Um ihre Forschung zu verstehen, ist ein gewisses Hintergrundwissen notwendig.

Hintergrund: elektrische und magnetische Felder

Magnetische und elektrische Felder entstehen durch verschiedene natürliche Prozesse, aber auch in der Umgebung von elektrischen Bauteilen. Das elektrische Feld wird dabei durch Anlegen einer Spannung induziert, das Magnetfeld baut sich durch Stromfluss auf. Gemessen werden die jeweiligen Feldstärken: Die Stärke elektrischer Felder in Volt pro Meter ist proportional zur Spannung, Magnetfelder werden in Ampere pro Meter gemessen. Hier ist die Grösse abhängig von der Stromstärke. Für die Auswirkungen der Magnetfelder auf den Körper ist zudem die Magnetisierbarkeit der Materie relevant, weshalb als Masseinheit in der Elektrobiologie üblicherweise das Tesla verwendet wird.

Die Wechselwirkung mit dem Körper basiert auf geladenen Teilchen, Ionen, die an verschiedenen Prozessen im Organismus beteiligt sind, unter anderem an der Reizweiterleitung in Nervenzellen.

Um die Menschen vor starken magnetischen und elektrischen Feldern zu schützen, gibt es in der Schweiz gesetzliche Grenzwerte für beide Grössen. Selbstverständlich unterschreiten zugelassene Anlagen diese ebenso wie der eingangs erwähnte Kühlschrank.

Ein weiteres wesentliches Charakteristikum bei der Beschreibung und Wirkung von elektrischen und magnetischen Feldern ist die zeitliche Änderung. Da sich beim Wechselstrom, wie er von Generatoren erzeugt wird, Stromstärke, Spannung und Polung periodisch ändern, resultieren sogenannte Wechselfelder. Die Anzahl an „Wechseln“ oder Schwingungen pro Sekunde wird in der Einheit Hertz angegeben. Im Wechselstromnetz der Schweiz beträgt die Frequenz 50 Hertz, die entstehenden Felder bezeichnen Physiker als niederfrequent (zum Vergleich: Hochfrequente Felder schwingen mit mindestens 100.000 Hertz). In Gleichstromanlagen ist die Situation anders: Die Flussrichtung der Elektronen und die Polung ändern sich hier nicht. Das heisst: Bei (reinen) Gleichstromanlagen entstehen keine niederfrequenten Wechselfelder.

Warum ist diese Unterscheidung so wichtig? Weil die Elektrobiologie Unterschiede in der Auswirkung von Gleich- und Wechselfeldern auf den Körper nahelegt. So werden letztere beispielsweise von der International Agency for Research on Cancer als „möglicherweise kanzerogen“ betrachtet.[2] Weitere Auswirkungen auf den Körper, insbesondere Langzeitfolgen einer Exposition, werden aktuell untersucht.

Solaranlagen und Elektrosmog

An dieser Stelle kommt die Solartechnik ins Spiel: Anders als bei den meisten Verfahren zur Stromerzeugung sind hier keine Generatoren im Einsatz. Stattdessen wird der Elektronenfluss im Halbleiter durch Lichtphotonen ausgelöst. Eine entscheidende Folge ist, dass in der Solarzelle Gleichstrom entsteht. Für die Anwendung unserer Photovoltaik-Module bedeutet das zweierlei:

Erstens müssen Sie als Kunde oder Kundin keinen zusätzlichen Elektrosmog durch eine Hausanlage befürchten. Bis zum Wechselrichter fliesst in den Solarmodulen fast ausschliesslich Gleichstrom, der nur schwache Gleichfelder hervorruft. Nach der Wandlung in den gängigen 50-Hertz-Wechselstrom entspricht die Situation der eines üblichen Hausanschlusses an das Stromnetz.

Zweitens bedeutet eine Selbstversorgung mit Solarstrom auch Unabhängigkeit von Generatorstrom und, landesweit betrachtet, eine Verminderung der Wechselstromlast im Hochspannungssystem. Eine Installation ist fast immer realisierbar. Gerne informieren wir Sie zu den Möglichkeiten einer Photovoltaikanlage an Ihrer Immobilie – nehmen Sie jetzt Kontakt zu Ihrem persönlichen Berater auf.

[1] www.bfs.de/DE/themen/emf/nff/wirkung/nff-diskutiert/nff-diskutiert.html (abgerufen am 24.08.2017)
[2] www.bfs.de/DE/bfs/wissenschaft-forschung/ergebnisse/nff-blutbildend/nff-blutbildend_node.html (abgerufen am 24.08.2017