Photovoltaik Solarzellen

Fotovoltaik Solarzellen

Die Solarzelle ist das Herzstück einer Photovoltaikanlage. Diese wandeln die Sonnenstrahlen in Sonnenenergie um. Das sind die besten Solarzellen für Ihr System. Wie man 2018 plant!

Wie steht es mit dem Wirkungsgradverlauf von Solarzellen bei steigenden Temperaturen? Welcher Zelltyp hat im Gegensatz dazu den höchsten Effizienz? Wodurch sind Dünnfilmzellen schlanker als konventionelle Bioreaktoren? Das Optimum an Leistungsfähigkeit von Solar-Modulen unter standardisierten Prüfbedingungen heißt kurz: Plant ihr eine Photovoltaik-Anlage im Jahr 2018? Informieren Sie sich hier über Produktion, Effizienz und Einsatz von Solarzellen in Ihrer Photovoltaik-Anlage, damit Sie fundierte Entscheide fällen können!

Zahlreiche Solarzellen bestehen aus kristallklarem Silicium. Für zukünftige Photovoltaik-Anlagen ist genügend Silicium verfügbar - die Siliziumlagerstätten machen etwa ein Drittel des Gewichtes der Erdschicht aus! Im industriellen Einsatz als Leiter - wie in der Chip-Herstellung oder in der Photovoltaik - geschieht folgendes: Noch reiner als bei der Herstellung von Computerchips ist für PV-Zellen das verwendete Silicium.

Um die vielen Vorzüge eines Solarsystems auszunutzen, muss das Funktionsprinzip der Solarstromerzeugung in den Solarzellen nicht zwangsläufig verstanden werden. Dennoch wollen wir an dieser Stelle kurz darauf hinweisen, dass die physikalische Beschaffenheit der Solarzellen auch für den Laie vergleichsweise einfach zu durchschauen ist. Wer lieber das Schriftliche verwenden möchte - hier noch einige wichtige Punkte zum Stichwort Solarzellen.

Ein Solarmodul ist aus zwei Lagen Silicium aufgebaut. Physikalische Prozesse unter Lichteinwirkung führen dazu, dass zwischen den an diesen Silikonschichten angebrachten metallischen Kontakten elektrische Ströme fließen. Dabei gibt es verschiedene Arten, die sich in der Anwendung, Leistungsfähigkeit und Produktion der Silikonbeschichtung unterscheiden: Kristalline Solarzellen werden vor allem in der Photovoltaik eingesetzt, da ihr Nutzungsgrad in der Regel größer ist.

Dachsysteme werden fast immer mit Hilfe von Kristallzellen hergestellt. Die klassischen Solarzellen sind monokristalline Solarzellen, die bereits in den ersten Solarzellen der Weltraumfahrt eingesetzt wurden. Monokristalline Küvetten sind an ihrer flachen und weichen Oberflächenstruktur zu sehen. Die Wirkungsgrade liegen mit 14 bis 18% etwas über denen der weit verbreitetsten polykristallinen Module (12 bis 16%).

Daher sind diese Batterien kostspieliger als ihre polykristalline Schwester. Mehr als die HÃ?lfte der installierten Solarzellen besteht aus mehrkristallinen Solarzellen. Die Wirkungsgrade sind um 2 Prozentpunkte geringer als bei mono-kristallinen Solarmodulen. Dadurch ist die Produktion energieeffizienter und die Baugruppen werden günstiger als bei den Einkristall-Modellen. Man erkennt die polykristalline Solarzelle an ihrem typischen, blauglitzernden Erscheinungsbild, das an Eiskristalle erinnert.

So können Sie je nach Lichteinfall die hellen und dunklen Linien wiedererkennen. Im Gegensatz zum einkristallinen Prozess wird die Siliziumschmelze lediglich in Blöcken vergossen. Auch multikristalline Küvetten sind in verschiedenen Farbvarianten erhältlich, zum Beispiel in grau, grÃ?n oder goldfarben. Die " exotische " Farbe kommt beispielsweise bei der Integration von Solar-Fassaden in Gebäude zum Einsatz.

Nachteilig ist, dass Solarmodule mit diesen Solarzellen aufgrund der hellen Oberfläche einen geringeren Energieertrag haben. Wie schon der Titel sagt, sind amorphe Dünnschicht-Zellen etwa 100-mal so dünn wie herkömmliche kristalline Solarzellen. Aufgrund des niedrigen Materialeinsatzes ist die Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen wesentlich kostengünstiger als die von Solarzellen.

Die Verwendung von Dünnschicht-Solarzellen wird voraussichtlich zu einer deutlichen Preisreduktion bei Photovoltaikanlagen führen. Bei Verwendung eines Kunststoffs als Trägerwerkstoff können damit biegsame und biegsame Module hergestellt werden. Ein organisches Solarmodul setzt sich aus organisch-chemischen Materialien - also Kohlenwasserstoffverbindungen - und nicht aus Silicium zusammen. Mit 12,0 Prozent im Jahr 2013 lagen die Wirkungsgrade unter denen konventioneller Solarzellen - allerdings wird noch immer viel an der Erforschung organischer Solarzellen gearbeitet, da folgende Voraussetzungen gegeben sind: Der Nutzungsgrad bzw. die Wirkungsgrade von Solarzellen sind ein sehr wesentliches Entscheidungskriterium für Solarzellen.

Vereinfacht gesagt, ist der Nutzungsgrad der Prozentsatz der einfallenden Solarenergie, den eine Zelle in Elektrizität umwandelt. So gibt es immer wieder Berichte über abgebrochene Solarzellenwirkungsgrade. Aus heutiger Sicht wurden im Photovoltaikbereich folgende Rekordwerte aufgestellt. Dabei ist zu beachten, dass diese Aufzeichnungen unter Testbedingungen im Prüflabor erreicht wurden und zum Teil nicht in die Serienproduktion gehen oder nur in der Weltraumfahrt eingesetzt werden.

In herkömmlichen Solarzellen geht ein großer Teil des Lichtes auf der Zellrückseite zur Stromerzeugung verloren. 2. Dies kann durch aufgestapelte Küvetten verhindert werden - oder durch eine Zwischenlage auf der Rückwand. So kann auf der Rückwand beispielsweise eine stark reflektierende Beschichtung - also ein Spiegelbild - aufgebracht werden. Dadurch werden Fotonen zurückgeschickt, die bisher keinen elektrischen Strom im Halbleiter erzeugt haben - und erhalten eine zweite Möglichkeit, gewissermaßen.

Dann kann die Multifunktionssolarzelle aber in der Regel in Photovoltaikmodule eingelassen werden. Mit dieser Technologie kann der theoretische Grenzwert von 29,4 % für reine Silizium-Solarzellen weiter erhöht werden! Der Film erläutert die Multisolarzelle im Detail: Hier lernen Sie nun viel mehr über die Technologie der Solarzellen: Berechnen der Solarzellenleistung, des "kWp-Wertes", der vielfältigen Anschlussmöglichkeiten von Solarzellen und der Blende.

Generell gilt: Je mehr Sonnenlicht die Solarzelle erhält, desto mehr Elektrizität erzeugen die Solarzellen. Mit der Strahlungsintensität steigt der Lichtstrom (auch die Stromstärke steigt leicht an). Problematisch ist jedoch, dass der Nutzungsgrad mit steigender Solarzellentemperatur wieder abnimmt. Wenn die Solarzelle oder das Modul durch Windkühlung und damit gute Lüftung (auch je nach Installationsart) abgekühlt wird, können diese Einbußen reduziert werden.

Steigt beispielsweise die Betriebstemperatur eines Solar-Moduls von den zur Verfügung gestellten 25°C (je nach Testbedingungen) auf 55°C, verringert sich die Leistungsabgabe des Moduls um ca. 15%. Ein Solarmodul wird in Wattspitzen (Abkürzung: Wp) oder Kilowattpeaks (Abkürzung: kWp) geliefert. Die Angabe des Kilowattwertes bezeichnet die optimalen Leistungen von Solar-Modulen unter standardisierten Prüfbedingungen (1000 W/m2 Bestrahlung, 25 °C Modultemperatur, 1,5 Luftmasse).

Sie gibt einen Standardwert an, bei dem ein Vergleich von Solarmodulen möglich ist, keinen Durchschnitts-, Minimal- oder Höchstwert. Wenn es bewölkt ist oder die Solarzellen beheizt werden, ist die Ausgangsleistung des Solarmoduls niedriger. Eine 1 kWp Photovoltaikanlage (entspricht 7-8 m Modulfläche) kann in unseren Breiten ca. 800 bis 1000 Kilowattstunden pro Jahr erwirtschaften.

Der Parallelanschluss wird nur kurz angesprochen, aber nicht genutzt. Wenn Solarzellen parallel geschaltet werden, ist die Stromstärke (Volt) an allen Solarzellen gleich, aber die Stromstärke (Ampere) summiert sich zu einem Gesamtsystem. Im Falle einer Serienschaltung ist der Ladestrom an allen Solarzellen gleich, aber die Spannungen der Einzelzellen summieren sich zu einer Summenspannung.

Obwohl dieses Theme auch in unserem Gebiet der Photovoltaikanlagenplanung auftritt, ist es bereits hier angesiedelt. Befinden sich Bauteile der Solarzellen im Verschattungszustand, kann der Wirkungsgrad des gesamten Moduls nachlassen. Durch die Bypass-Diode wird der erzeugte Lichtstrom über das schattierte Modul geleitet.

In alten Solarzellen kann durch verlängerte Abschattung ein so genannter Hot Spot entstehen, der die Solarzelle zersetzt.

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