Photovoltaik-Glossar

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A

AC

Englisch: Alternating current, Deutsch: Wechselstrom. Solarzellen und Solarmodule produzieren Gleichstrom, der von einem Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss, wenn dieser ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden soll.

Amorphe Solarzelle

Dünnschichtzelle, die aus einem auf Glas oder Edelstahl aufgedampften, nichtkristallinem (amorphen) Material, z. B. Silizium, besteht.

Amortisation

Die Investition in eine Solaranlage soll sich unter finanziellen und energetischen Gesichtspunkten rechnen. Bei Solaranlagen spricht man von einer finanziellen Amortisation, wenn Gewinne aus den Erträgen die Anfangsinvestition sowie die laufenden Kosten abdecken. Energetische Amortisation meint die Zeitdauer, die eine Anlage benötigt, um sovielEnergie zu produzieren, wie für ihre Herstellung vorab verbraucht wurde (siehe auch Energierücklaufzeit).

Ampère

Maßeinheit für die elektrische Stromstärke. Multipliziert man die Stromstärke in Ampère mit der Spannung (Volt), ergibt dies die Leistung (Watt).

Anlagengröße

Abhängig von Standort, Sonneneinstrahlung, Modultyp und Komponenten erzeugen 10 qm Solarzellen etwa 1 kWp. Das entspricht zwischen 800 und 1000 kWh Strom pro Jahr. Für große Solaranlagen lohnt sich ein individuelles Anlagenkonzept und Verschaltungskonzept, das Flexibilität und Kostenersparnis gewährleistet.

Anschluss- und Abnahmezwang

Ungeachtet ihres Bedarfs müssen die Betreiber öffentlicher Netze allen Strom, der von in Deutschland einschließlich der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone betriebenen Anlagen nach dem EEG gewonnen wird (§ 2 Nr. 1 EEG), mit Vorrang vor dem Strom, der aus anderen Energiequellen erzeugt wird, vor allem aus fossilen Brennstoffen und Kernkraft, abnehmen. Gleichrangig mit dem Strom aus erneuerbaren Energien ist jedoch der mit Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen erzeugte Strom ( § 4 Abs. 1 Satz 2 KWKG) einzuspeisen. Die Netzbetreiber sind verpflichtet, ihre Netze jeweils ausreichend ausbauen, so dass sie den bevorrechtigten Strom aufnehmen können, es sei denn die Maßnahmen wären wirtschaftlich unzumutbar (§ 9 EEG). Eine Verletzung dieser Pflicht macht schadensersatzpflichtig ( § 19 Abs. 1 EEG). Umgekehrt ist der Anlagenbetreiber, soweit er eine Vergütung nach dem EEG geltend macht, verpflichtet, dem Netzbetreiber seinen Strom anzudienen, es sei denn, er oder unmittelbar angeschlossene Dritte nutzen den Strom selber (§ 16 Abs. 4 EEG) oder der Anlagenbetreiber vermarktet ihn in Übereinstimmung mit § 17 EEG selber (was vor allem eine fristgebundene vorherige Ankündigung voraussetzt).

Für den eingespeisten Strom hat der Netzbetreiber dem Anlagebetreiber die im Gesetz festgesetzten Vergütungsätze zu zahlen. Die Vergütungssätze unterscheiden sich je nach der bei der Stromerzeugung eingesetzten Energieart erheblich, da sie auf der Grundlage der bei der Stromerzeugung anfallenden tatsächlichen und kalkulatorischen Selbstkosten berechnet worden sind. Die Vergütungen sind in dieser Höhe auf die Dauer von 20 Kalenderjahren zuzüglich des Inbetriebnahmejahres zu zahlen, bei großer Wasserkraft (ab 5 MW) verkürzt sich die Laufzeit auf 15 Jahre. Die gesetzlichen Vergütungssätze werden aufgrund einer bereits im Gesetz festgelegten Degression in Höhe eines dort vorgesehenen Prozentsatzes kalenderjährlich für dann in Betrieb gehende Neuanlagen gemindert (§ 20 EEG).

Quelle: Wikipedia

Aufdachmontage

In der Regel werden Photovoltaikanlagen auf dem Dach installiert. Bei einer Aufdachmontage wird im Gegensatz zu einer Indachmontage die bestehende Dachkonstruktion beibehalten. Die Solarmodule werden auf einem Montagesystem über der Dacheindeckung montiert. Die Abdichtungsfunktion und Schutzfunktion des Daches bleibt intakt.

Aufständern

Wenn Solarmodule auf einem Flachdach oder im Freiland montiert werden sollen, können diese durch Aufständern optimal zur Sonne ausgerichtet werden.Bei Schrägdächern ist bereits ein Neigungswinkel vorhanden, durch Aufständern kann der Neigungswinkel optimiert werden. Die optimale Stromausbeute lässt sich bei einem Neigungswinkel von 30° erzielen. Auch die Verschmutzungsanfälligkeit hängt vom Neigungswinkel ab: je steiler die Solarmodule aufgerichtet sind, desto geringer die Schmutzanfälligkeit.

Ausrichtung

Eine Solaranlage erzielt in Deutschland den maximalen Ertrag, wenn die Module mit einem Neigungswinkel von 30° direkt nach Süden ausgerichtet sind (Azimutwinkel = 0°). Eine Ausrichtung zwischen Südwest und Südost erreicht immerhin noch 95% der möglichen Erträge. Für einen stets optimalen Stand können Nachführanlagen eingesetzt werden. Kleine Abweichungen von der Südausrichtung oder vom optimalen Neigungswinkel zur Sonne bewirken weniger Leistungsverluste als Verschattung.

Azimutwinkel

In der Solartechnik beschreibt der Azimutwinkel die Abweichung von der Südausrichtung in Grad. Die Südausrichtung ist also gleich dem Azimutwinkel von 0°. Richtung Osten werden die Winkel mit negativem, Richtung Westen mit positivem Vorzeichen gekennzeichnet.

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B

Baugenehmigung

Genaue Auskunft zu Baugenehmigungsverfahren erteilt die zuständige Bauaufsichtsbehörde bzw. die zuständige Behörde für Denkmalschutz. In der Regel sind Solardachaufbauten jedoch nicht genehmigungspflichtig.

Bestrahlungsstärke

Die Bestrahlungsstärke oder Strahlungsstromdichte (engl.: irradiance, heat flux density: Formelzeichen: E) ist der Begriff für die gesamte Leistung der eingehenden elektromagnetischen Energie, die auf eine Oberfläche trifft, bezogen auf die Größe der Fläche. Sie wird normalerweise in Watt pro Quadratmeter gemessen.

Quelle: Wikipedia

Betriebsdaten

Ein Kommunikationsmodul (integriert im Wechselrichter oder extern) ermöglicht die Überwachung der Solaranlage und ihrer Betriebsdaten. Eine Solaranlage lässt sich so komfortabel am Computer oder via Internet überwachen. Dies sollte regelmäßig geschehen, damit Störungen oder ein Leistungsabfall frühzeitig erkannt und behoben werden können.

Bezugszähler

Der Bezugszähler ist das Messinstrument, das den Bezug elektrischer Energie aus dem allgemeinen Versorgungsnetz in Kilowattstunden (kWh) zählt.

Blitzschutz

Eine Photovoltaikanlage erhöht grundsätzlich nicht das Risiko eines Blitzeinschlages in ein Gebäude. Die Photovoltaikanlage ist gemäß den gültigen Blitzschutznormen zu montieren. Die Photovoltaikanlage wird somit selbst vor Schäden und dazu wird die restliche Gebäudeinstallation vor Überspannungen geschützt, die über die PV-Anlage eingekoppelt werden können.

Bypassdiode

Halbleiterbauteil, das bei Verschattung oder Beschädigung von Solarmodulen den elektrischen Strom an der betroffenen Stelle vorbeileitet. In der Regel sind Bypassdioden in der Modulanschlussbox untergebracht. Es gibt Modulbypassdioden und Strangbypassdioden.

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C

Cadmium-Tellurid

Der Halbleiter Cadmium-Tellurid ist oft Bestandteil amorpher Solarzellen in Dünnschicht-Solarmodulen.

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D

Dachbefestigung

Windkräfte, die auf die Solarmodule und Dachaufbauten wirken, gilt es mittels einer Unterkonstruktion aus Metall aufzufangen bzw. an die Dachstatik weiterzuleiten. Die Unterkonstruktion, auf welcher im letzten Schritt die Solarmodule befestigt werden, besteht aus Schrägdachgestellen und den dazugehörigen Dachbefestigungen: je nach Dachtyp (Ziegeldach, Flachdach etc.) werden Befestigungsziegel, justierbare Haken oder Klammern verwendet. Auf diese Halterungen werden Trageschienen montiert, die schließlich die einzelnen Solarmodule oder ganze Modulgruppen aufnehmen. Für Flachdächer gibt es spezielle Befestigungswinkel, mit denen die Ausrichtung nach Süden und der Neigungswinkel angepasst werden können. Am Markt sind unterschiedliche Profilsysteme erhältlich.

Dachdeckung

Je nach Dachform, Dachneigung, Witterungsbedingungen und planungsrechtlichen Vorgaben kommen verschiedenen Materialien und Verarbeitungsformen zum Einsatz. Gemeinsam ist allen Dachdeckungen, dass die Dachhaut aus einzelnen, gelegten Bauteilen besteht. Zwischen diesen könnte Wasser einsickern, und gedeckte Dächer erfordern daher eine – von der verwendeten Konstruktion abhängige – Mindestneigung. Flachdächer  werden nicht gedeckt, sondern erhalten eine Dachabdichtung.

Dachintegration

Bei einer Dachintegration ersetzen Solarmodule einen Teil oder gar die gesamte Dachabdeckung. Anstelle der Dachziegel schützt dann die Solaranlage gegen Witterung und Nässe. Eine ausreichende Dichtigkeit und gute Hinterlüftung der Solarmodule sind bei der Dachintegration besonders wichtig. Der beste Zeitpunkt für eine Dachintegration ist eine bevorstehende Dacherneuerung, die finanzielle Ersparnis ist zu diesem Zeitpunkt am größten.

Dachneigung

Ein Dachneigungswinkel von 30° hat sich als ideal erwiesen. Bei einem vorhandenen Schrägdach kann der Neigungswinkel durch entsprechendes Aufständern der Solarmodule optimiert werden. Je flacher die Solarmodule aufgerichtet sind, umso stärker sind sie anfällig für Schmutz. In der Regel bewirken leichte Abweichungen vom idealen Neigungswinkel weniger Leistungsverlust als eine Verschattung durch Aufständerung erzeugt.

DC

Gleichstrom (DC = engl., direct current).

DC-Hauptschalter, DC-Trennstelle

Sobald Licht auf die Solarmodule trifft, liegt bei einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage immer eine Gleichspannung bis zum Wechselrichter an. Um die Gleichspannung vom Wechselrichter abtrennen zu können (z. B. bei einer Kontrollmessung der Anlage oder einem Notfall), muss in jeder Photovoltaikanlage eine DC-Trennstelle eingebaut werden. Diese kann als spezieller Steckkontakt am Wechselrichter oder üblicherweise als DC-Hauptschalter angebracht sein.

Denkmalschutz

Für Bauten, die unter Denkmalschutz stehen, können integrative Systeme wie Solardachziegel eine mögliche Lösung darstellen. Genaue Auskunft erteilt die zuständige Behörde für Denkmalschutz.

Dotierung

Um die Leitfähigkeit von Halbleitern zu verbessern, werden diese künstlich verunreinigt, entweder bereits während der Zellherstellung oder im Anschluss durch nachträgliche Implantation. Dabei werden gezielt positiv oder negativ geladene Fremdatome eingearbeitet, die für einen Elektronenüberschuss (n-Dotierung) oder eine Elektronenlücke (p-Dotierung) innerhalb der Kristallstruktur sorgen. Bei kristallinem Silizum erfolgt die n-Dotierung üblicherweise mit Phosphoratomen, die p-Dotierung mit Bor-Atomen.

Dreiphasige Spannungsüberwachung

Die dreiphasige Spannungsüberwachung ist eine Einrichtung zur Netzüberwachung, die alternativ zur sog. ENS ständig die Spannung aller drei Phasen überprüft. Sinkt eine der Spannungen unter einen festgelegten Grenzwert, dann schaltet sie den Wechselrichter automatisch ab. Liegt die Netzspannung wieder an, wird der Wechselrichter von selbst wieder eingeschaltet. Die dreiphasige Spannungsüberwachung ist in der Regel im Wechselrichter integriert und trennt die Photovoltaikanlage vom öffentlichen Stromnetz, wenn dieses abgeschaltet werden muss. Bei der dreiphasigen Spannungsüberwachung ist in regelmäßigen Zyklen eine Wiederholungsprüfung notwendig. Bei Anlagen bis 30 kWp kann auch eine ENS montiert werden.

Dünnschichtsolarzellen

Dünnschichtzellen gibt es in verschiedenen Variationen, je nach Substrat und aufgedampften Materialien. Die Spannbreite der physikalischen Eigenschaften und der Wirkungsgrade ist entsprechend groß. Dünnschichtzellen unterscheiden sich von den traditionellen Solarzellen (kristallinen Solarzellen basierend auf Silizium-Wafern) vor allem in ihren Produktionsverfahren und durch die Schichtdicken der eingesetzten Materialien. Die physikalischen Eigenschaften amorphen Siliziums, die von kristallinem Silizium verschieden sind, beeinflussen die Solarzelleneigenschaften. Manche Eigenschaften sind auch noch nicht vollständig verstanden.
Auch bei kristallinen Solarzellen wird das Licht bereits in einer dünnen Oberflächenschicht (ca. 10 µm) absorbiert. Es liegt daher nahe, Solarzellen sehr dünn zu fertigen. Verglichen mit kristallinen Solarzellen aus Siliziumwafern sind Dünnschichtzellen etwa 100-mal dünner. Diese Dünnschichtzellen werden meist durch Abscheiden aus der Gasphase direkt auf einem Trägermaterial aufgebracht. Das kann Glas, Metallblech, Kunststoff oder auch ein anderes Material sein. Der aufwändige, im vorigen Kapitel beschriebene Prozess des Zerschneidens von Siliziumblöcken kann also umgangen werden.
Das bisher gängigste Material für Dünnschichtzellen ist amorphes Silizium (a-Si:H). Solche Dünnschichtmodule sind langlebige Produkte. Outdoor-Tests zeigen stabile Wirkungsgrade über mehr als zehn Jahre. Mögliche weitere Materialien sind mikrokristallines Silizium (µc-Si:H), Gallium-Arsenid (GaAs), Cadmiumtellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-(Gallium)-Schwefel-Selen-Verbindungen, die so genannten CIGS-Solarzelle bzw. CIS-Zellen, wobei hier je nach Zelltyp S für Schwefel oder Selen stehen kann. Ein neues Material, das neu in der Dünnschichttechnologie Anwendung findet, ist CZTS.
Für die Produktion von Strom ist ein hoher Wirkungsgrad erwünscht, der auch im Dünnschichtbereich inzwischen teilweise erreicht wird. Wirkungsgrade im Bereich von 20 % (19,9 % mit CIS-Solarzellen, siehe [18]) für kleine CIGS-Laborzellen (˜ 0,5 cm²) sind durchaus möglich. CIGS-Dünnfilmmodule erreichen inzwischen ähnliche Wirkungsgrade wie Module aus multikristallinem Silizium (11–12 %, [19]).
Jedoch ist der Wirkungsgrad nicht das alleinige Kriterium bei der Auswahl. Wichtiger sind oft die Kosten, zu denen Strom aus den Solarzellen produziert werden kann. Dafür sind die verwendeten Herstellungsverfahren sowie die Kosten der eingesetzten Materialien verantwortlich. Darüber hinaus sind die Ausbeute, also das Verhältnis von der zur Herstellung aufgewendeten Energie zum Ertrag, sowie die Emission von Schadstoffen bei Produktion und über die Betriebszeit wichtige Kriterien. Aktuelle Studien belegen, dass Cadmiumtellurid-Dünnschicht-Solarzellen hier eine bessere Bilanz als konventionelle Silizium-Zellen aufweisen.[20]
Eine der Stärken der Dünnschichtmodule besteht darin, dass sie nicht auf ein rigides Substrat wie Glas oder Aluminium angewiesen sind. Bei aufrollbaren Solarzellen für den Wanderrucksack oder eingenäht in Kleider wird ein geringerer Wirkungsgrad in Kauf genommen; der Gewichtsfaktor ist wichtiger als die optimale Lichtumwandlung.
Eine weitere Stärke von Dünnschichtmodulen ist, dass sie einfacher und großflächiger produziert werden können, insbesondere die Dünnschichtzellen aus amorphem Silizium. Diese machen daher heute den größten Marktanteil aus.
Quelle: Wikipedia

Dünnschichttechnologie

Die Ausgangsmaterialien für die spätere Solarzelle werden Material sparend direkt und in sehr geringer Schichtdicke auf ein Trägermaterial wie Glas oder Edelstahl aufgedampft. Verwendete Materialien sind z. B. a-Si, a-Si/µc-Si, CIS CIGS oder CdTe.

Dünnschichtzellen

Glas oder Folie sind die am häufigsten verwendeten Trägermaterialien, das nur wenige Mikrometer dünne Halbleitermaterial, meist amorphes Silizium, Cadmium-Tellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-Diselenid (CIS), kann großflächig aufgebracht werden. Im Unterschied zu kristallinen Solarzellen werden bei Dünnschichtmodulen die elektrischen Verbindungsleitungen bereits beim Herstellungsprozess integriert. Bei geringerem Lichteinfall arbeiten Dünnschichtzellen besonders effektiv. Hinsichtlich Formflexibilität und Herstellungskosten sind sie kristallinen Solarzellen klar überlegen. Ihr Modulwirkungsgrad liegt zwischen 5 und 9,5%, alternative Modulkonzepte, wie zum Beispiel Röhrenmodule, können den erhöhten Flächenbedarf auffangen. Alterungsprozesse und Leistungsverluste setzen im Vergleich zu kristallinen Solarzellen früher ein. Für die Erzeugung von 800-1000 kWh Strom pro Jahr werden zwischen 11 und 20 qm Dünnschicht-Solarzellen benötigt.

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E

Einkristall

Als Einkristall (Monokristall) wird der im Czochralski-Verfahren gezüchtete Siliziumkristall bezeichnet. Er kann bis zu zwei Meter Länge und bis zu 30 cm Durchmesser erreichen. Diamantsägen schneiden aus dem Siliziumrohling dünne Wafer (Siliziumplatten).

Einspeisevergütung

Laut Bundestagsbeschluss werden für in Betrieb gehende Dachflächenanlagen (bis 30 kWh) und für Freiflächenanlagen (ohne Mengenbeschränkung) die Einspeisung des gewonnenen Stroms vergütet. Die aktuellen Vergütungssätze finden Sie hier.

Einspeisezähler

Für die Messung der ins öffentliche Netz abgeführten Strommenge wird vom Stromversorger ein Zählerkasten gegen Gebühr zur Verfügung gestellt. Der Solarstromproduzent stellt dem öffentlichen Stromversorger jede Kilowattstunde gemäß Einspeisevergütung plus Umsatzsteuer in Rechnung. Die Vergütung ist gesetzlich festgelegt im EEG.

Einstrahlungsgutachten bzw. Strahlungsgutachten

Es ist nicht zu verwechseln mit Ertragsgutachten. Wetterdienste wie der Deutsche Wetterdienst (DWD) erstellen für einen bestimmten Ort Einstrahlungsgutachten, die den zeitlichen Verlauf der Solarstrahlung abbilden. Einstrahlungsgutachten dienen als Grundlage für Ertragsgutachten.

Eisblumenstruktur

Bezeichnung für die Struktur der großen Einzelkristalle, die im Blockgießverfahren beim Erkalten entsteht und ähnlich aussieht, wie Eisblumen im Winter.

Energetische Amortisation

Mit der Energetischen Amortisation wird die Zeitspanne bezeichnet, die eine Photovoltaikanlage benötigt, um die für ihre Herstellung notwendige Energie selbst zu produzieren. Die energetische Amortisation bei Photovoltaikanlagen hängt sehr stark von der eingesetzten Zellentechnik und dem verwendeten Rohmaterial ab. Siehe auch Energierücklaufzeit.

Energie

Elektrische Energie wird in Wattstunden (Wh) gemessen (1000 Wh = 1 kWh). Sie ist als Leistung (z. B. 1 W) über eine bestimmte Zeiteinheit (z. B. 1 Watt über 1 Stunde = 1 Wh) definiert. Sie ergibt sich aus der Multiplikation der Leistung mit dem betrachteten Zeitraum.

Energierücklaufzeit

Als Energierücklaufzeit wird die Zeitspanne bezeichnet, die ein Energie erzeugendes System benötigt, um soviel Energie zu erzeugen, wie bei seiner Herstellung verbraucht wurde. Bei PV-Anlagen liegt die Energierücklaufzeit bei 4-5 Jahren. Die über diesen Zeitpunkt hinaus erzeugte Energie wird als positive Energiebilanz verzeichnet.

ENS

Die Abkürzung ENS steht für "zwei voneinander unabhängige Einrichtungen zur Netzüberwachung mit jeweils zugeordnetem Schaltorgan in Reihe". Sie wirkt als Sicherheitsorgan des Wechselrichters zur Netzüberwachung.

ENS Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorgan

Eine Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordneten Schaltorganen  (ENS) ist eine automatische Freischaltstelle für kleine Stromerzeugungsanlagen (bis 30 kWp). Sie garantiert, dass sich der Wechselrichter bei Stromausfall oder Netzabschaltung auf jeden Fall selbständig vom Stromnetz trennt, um eine Inselbildung und dadurch erfolgende Rückspeisungen in das Stromnetz, die möglicherweise zu gefährlichen Auswirkungen führen könnten, zu verhindern.
Quelle: Wikipedia

Erneuerbare Energien

Als erneuerbare Energien, auch regenerative Energien, bezeichnet man Energie aus Quellen, die sich entweder kurzfristig von selbst erneuern oder deren Nutzung nicht zur Erschöpfung der Quelle beiträgt. Es handelt sich daher um nachhaltig zur Verfügung stehende Energieressourcen. Dazu gehören neben der Wasserkraft  vor allem die solare Strahlung (Sonnenenergie), die Wärme im Erdinnern (Geothermie) sowie die energetisch nutzbaren Effekte der Anziehungkräfte vor allem von Mond und Sonne (Gezeitenkraft). Andere erneuerbare Energiequellen leiten sich daraus ab, so können etwa der Wind (Windenergie) und das energetische Potenzial der Biomasse  (aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Bioenergie) als abgeleitete Formen der Sonnenenergie begriffen werden.
Die Bezeichnung erneuerbare Energien ist der Gegenbegriff zu den nur für begrenzte Zeit für den Menschen verfügbaren fossilen Energieträgern wie Erdöl, Kohle und Erdgas, auf denen die heutige Energieversorgung (Elektrischer Strom, Wärme, Kraftstoffe) im Wesentlichen basiert. Kernenergie (gewonnen durch Kernspaltung bzw. die noch in der Entwicklung befindliche Kernfusion) wird in der Regel nicht als erneuerbare Energie bezeichnet, da sie einen nicht nachwachsenden Rohstoff verwendet, ist aber ebensowenig den fossilen Energien zuzuordnen.
Quelle: Wikipedia

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

Das deutsche Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien, in der geläufigen Kurzfassung Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) genannt, soll gemäß der Legaldefinition seines § 1 Abs. 1 „die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen fördern“. Es dient dem Klima- und Umweltschutz und gehört zu einer ganzen Reihe gesetzlicher Maßnahmen, mit denen die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Erdöl, Erdgas oder Kohle und Kernkraft verringert werden soll. So schreibt das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz eine Nutzung von Erneuerbare Energien bei der Wärmeerzeugung vor und das Biokraftstoffquotengesetz ihre Verwendung im Verkehrsbereich. Das deutsche EEG gilt als Erfolgsgeschichte des Modells der Einspeisevergütung und wurde von 47 Staaten übernommen. Eine vom Deutschen Bundestag am 6. Juni 2008 beschlossene neue und erweiterte Fassung ist am 1. Januar 2009 in Kraft getreten.

Quelle: Wikipedia

Erträge

Modulfläche, Standort, Sonneneinstrahlung und verwendete Komponenten bestimmen maßgeblich die Erträge einer Solaranlage. Mit Hilfe von Simulationsprogrammen lassen sich Ertragsprognosen berechnen.

Ertragsprognose

Simulationsprogramme ermöglichen eine aussagekräftige Ertragsprognose für Solaranlagen. Parameter dafür sind: Die jährliche Sonnenmenge am Standort (Einstrahlungsdiagramm), die Nennleistung der Anlage in kWp, abzüglich der Verluste aus Verschattung, Verschmutzung, Wechselrichter- und Leitungsverlusten sowie Abweichungen vom Nennwert.

Ethylen-Vinyl-Acetat

Bei der Herstellung von Solarzellen wird dieser Kunststoff eingesetzt, um Solarzellen gegen Feuchtigkeit und Korrosion abzudichten. Weil die Solarzellen luftdicht eingeschweißt werden, spricht man auch von Laminieren.

Europäischer Wirkungsgrad

Der Umwandlungswirkungsgrad eines Wechselrichters ist über den Leistungsbereich nicht konstant. Der maximale Wechselrichterwirkungsgrad gibt nur den maximalen Punkt einer Wirkungsgradkennlinie an. Bei bevölktem Himmel arbeitet z. B. der Wechselrichter im unteren Teillastbereich mit schlechterem Wirkungsgrad. Der europäische Wirkungsgrad stellt einen gewichteten Wirkungsgrad dar. Es wird berechnet, indem verschiedene Teillastwirkungsgrade und der Vollastwirkungsgrad nach der Häufigkeit ihres Auftretens gewichtet werden. Ein Wechselrichter mit einem 1 % höheren europäischen Wirkungsgrad hat in der Regel auch ca. 1 % mehr elektrische Energie aus einer Anlage heraus. Handelsübliche Wechselrichter haben europäische Wirkungsgrade von 90 % bis 96,4 %.

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F

Fassadenanlage

Eine Fassadenanlage ist eine an einer Gebäudefassade montierte oder als Festbestandteil ausgeführte Photovoltaikanlage. Bei senkrecht angebrachten und nach Süden ausgerichteten Solarmodulen ergeben sich Ertragseinbußen von etwa 30 % gegenüber einer fest nach Süden orientierten Schrägdach-Photovoltaikanlage.

Flachdachanlage

Eine Flachdachanlage  ist eine auf einem Flachdach installierte Photovoltaikanlage. Die Unterkonstruktion kann dabei fest im Dach verankert oder ohne Verletzung der Dachhaut (schwimmend) aufgesetzt werden. Die Solarmodule sollten mit 30 Grad aufgestellt werden. Um hintereinander installierte Module nicht zu verschatten, müssen zwischen den Modulreihen Flächen freigelassen werden.

Förderprogramme

Neben der Einspeisevergütung, die in Deutschland durch das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG) geregelt ist, gibt es zwölf weitere Programme, die die Anschaffung einer Photovoltaikanlage fördern sollen.
Auf Bundesebene kann die sogenannte Investitionszulage für Photovoltaikanlagen im produzierenden Gewerbe und im Bereich der produktionsnahen Dienstleistungen in Form von Steuergutschriften genehmigt werden.
Die KfW-Förderbank stellt verschiedene Programme zur Verfügung. Die Fördergelder der KfW-Förderbank werden im Gegensatz zur Investitionszulage ausschließlich als Darlehen genehmigt und über die jeweilige Hausbank zur Verfügung gestellt.
Des Weiteren haben folgende Bundesländer eigene Solarfördergesetze erlassen:

• Bayern – rationelle Energiegewinnung und -verwendung im Gewerbe – (Zuschuss)

• Niedersachsen – Innovationsförderprogramm (Gewerbe) – (Darlehen / in Ausnahmen Zuschuss)

• Nordrhein-Westfalen – progres.nrw „Rationelle Energieverwendung, Regenerative Energien und Energiesparen“ – (Zuschuss)

• Rheinland-Pfalz – energieeffiziente Neubauten – (Zuschuss)

• Saarland – Zukunftsenergieprogramm Technik (ZEP-Tech) 2007 (Demonstrations-/Pilotvorhaben) – (Zuschuss).

Förderprogramm unterliegen häufigen Anpassungen und Änderungen. Den aktuellen Stand können Sie bei unseren Fachleuten abfragen. Wir beraten Sie gerne.
Quelle: Wikipedia

Fotovoltaik

Unter Fotovoltaik bzw. Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie mittels Solarzellen. Seit 1958 ist sie zur Energieversorgung der meisten Raumflugkörper im Einsatz. Inzwischen wird sie auch auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden und auf Freiflächen.

Der Name setzt sich aus den Bestandteilen Photos (Genitiv von altgr. f?? phos ‚Licht‘) und Volta (von Volt als Einheit der elektrischen Spannung – nach Alessandro Volta zusammen. Die Photovoltaik gilt als Teilbereich der umfassenderen, die auch andere technische Nutzungen der Sonnenenergie einschließt.

 

Quelle: Wikipedia

Freiflächenanlage

Eine Freiflächenanlage ist eine Photovoltaikanlage, die nicht auf einem Gebäude, sondern auf einer Freifläche installiert ist. Eine Freiflächenanlage kann starr oder nachgeführt sein. Die Montage einer Freiflächenanlage muss laut Bebauungsplan erlaubt sein. Die Vergütung laut EEG fällt für diese Anlagenart geringer aus als bei Photovoltaikanlagen auf Gebäuden.
In freiem Gelände werden Solarmodule entweder in langen Reihen hintereinander mit Hilfe einer geeigneten Unterkonstruktion platziert oder auf Nachführanlagen(Solartracker), welche im verschattungsfreien Abstand zueinander stehen, befestigt. Aus ökonomischen Gründen werden meist Zentralwechselrichter für die Umwandlung des Gleichstromes aus den PV-Modulen in Wechselstrom verwendet. Der erzeugte Wechselstrom wird meist direkt ins Mittelspannungsnetz eingespeist, da die Leistung im Niederspannungsnetz nicht mehr aufgenommen werden kann.
Als besonders geeignet werden Flächen angesehen, deren anderweitige Nutzung schwierig ist (z. B. Deponieflächen,verlassene Militärgelände, Brachland), da es die landwirtschaftliche Nutzfläche nicht schmälert. Doch im direkten Vergleich zum Anbau von Energiepflanzen hat die Photovoltaik einen erheblich besseren Flächennutzungsgrad.

Quelle: Wikipedia

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G

Globalstrahlung

Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftreffende Solarstrahlung.
Sie setzt sich zusammen aus

• der auf direktem Weg eintreffenden Solarstrahlung, der Direktstrahlung, und

• der Strahlung, die über Streuung an Wolken, Wasser- und Staubteilchen die Erdoberfläche erreicht, der Diffusstrahlung.

Von der Globalstrahlung zu unterscheiden ist die klimatologisch wichtige Nettostrahlung, die die absorbierte Sonnenstrahlung angibt, d. h. abzüglich des reflektierten Anteils, der Albedo, siehe Strahlungshaushalt der Erde.
Quelle: Wikipedia

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I

Inbetriebnahme

Der Anschluß einer Photovoltaikanlage ans Stromnetz muss von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Nach einer Prüfung der Solaranlage inkl. der dazugehörigen Kontrollmessungen wird sie in Betrieb genommen. Danach erfolgt die Abnahme der Photovoltaikanlage durch den lokalen Netzbetreiber.

Indachmontage

Bei der Indachmontage werde die Solarmodule in die Dachhaut integriert. Indachmontagen sind optisch sehr ansprechend. Eine gute Hinterlüftung der Solarmodule ist von enormer Bedeutung, sonst drohen Ertragseinbußen. Damit das Dach dicht bleibt, erfordert eine Indach-Photovoltaikanlage eine einwandfreie Ausführung.

Inselsystem

Photovoltaik-Inselanlagen haben eine netzferne Stromversorgung (Inselsystem, Inselanlage). Merkmal einer netzfernen Stromversorgung ist das Fehlen einer Verbindung zu einem übergeordneten Energieverbundnetz (z.B. dem öffentlichen Stromnetz). Die einzelnen Komponenten der Anlage müssen entsprechend dem vorliegenden Lastprofil der elektrischen Verbraucher aufeinander abgestimmt sein, um einen hohen Nutzungsgrad zu gewährleisten.
Inselsysteme können nur die Energie liefern, die von den Solarmodulen und den integrierten elektrischen Speichern (Akkumulatoren, Batterien) bereitgestellt wird. Inselsysteme sind Lösungen zur Energieversorgung, wenn kein Netzanschluss vorhanden ist, z.B. bei Parkscheinautomaten, Ferienhäusern und -hütten, Häuser in Schrebergärten.

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K

Kurzschlussstrom

Ein elektrischer Kurzschluss ist eine nahezu widerstandslose Verbindung der beiden Pole einer elektrischen Spannungsquelle (oder allgemeiner zweier Schaltungspunkte mit normalerweise verschiedenem Potential), durch die eine Spannung zwischen diesen Teilen auf einen Wert nahe Null  fällt. Der Begriff bezeichnet sowohl die physische Verbindung (ohne Stromfluss) als auch das Ereignis des (extremen) Stromflusses durch diese Verbindung, sobald sie oder die Spannungsquelle aktiviert werden.
Der Kurzschlusstrom eines Solarmodules wird im Datenblatt angegeben. Bei der Inbetriebnahme einer Photovoltaikanlage werden die Kurzschlussströme der Teilanlagen gemessen.
Quelle: Wikipedia

KWh (Kilowattstunde)

Die Wattstunde (Einheitenzeichen: Wh) ist eine Maßeinheit der Arbeit und damit eine Energieeinheit. Eine Wattstunde entspricht der Energie, welche eine Maschine mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt. Im Alltag gebräuchlich und verbreitet ist die Kilowattstunde, das Tausendfache der Wattstunde. Der elektrische Energieertrag einer Photovoltaikanlage wird in der Regel in kWh angegeben.

KWp (Kilowattpeak)

Wp bzw. kWp (gesprochen: (Kilo)watt piek) ist die Maßeinheit für die maximale Leistung, insbesondere für die höchste elektrische Leistung, die ein Gerät umsetzen kann. Der Begriff setzt sich zusammen aus der Einheit Watt und dem englischen Wort peak für Spitze.
Speziell in der Photovoltaik ist diese Maßeinheit zur Kennzeichnung der genormten elektrischen Leistung (Nennleistung) einer Solarzelle oder eines Solarmoduls  gebräuchlich. Entgegen dem direkten Wortsinn handelt es sich dabei nicht um die maximale Leistung der Zelle oder des Moduls bei stärkster Sonneneinstrahlung, sondern um die abgegebene elektrische Leistung bei standardisierten Testbedingungen, die im Alltagsbetrieb meistens nicht erreicht werden. Die Testbedingungen dienen zur Normierung und zum Vergleich verschiedener Solarzellen oder Solarmodule. Die abgegebene elektrische Leistung der Bauteile unter diesen Bedingungen wird in den Datenblättern als Nennleistung angegeben.
Die Standard-Testbedingungen werden auf Englisch als Standard Test Conditions (STC) bezeichnet und sind wie folgt definiert

• Zellentemperatur = 25 °C
• Bestrahlungsstärke = 1000 W/m²
• Sonnenlichtspektrum gemäß AM = 1,5

Die Bestrahlungsstärke von 1000 W/m² kommt in Mitteleuropa über ein Jahr gesehen nicht sehr häufig vor (je weiter südlich, desto häufiger), üblicherweise nur in den Mittagsstunden eines unbewölkten Sommertages. Im normalen Betrieb haben Solarmodule bzw. die Solarzellen bei dieser Einstrahlung eine wesentlich höhere Betriebstemperatur als die im Test vorgesehenen 25 °C und deshalb einen etwa 15 bis 20 % niedrigeren Wirkungsgrad und eine entsprechend geringere tatsächlich abgegebene Leistung. Außerdem sind die Zellen meistens nicht genau senkrecht zum einfallenden Licht ausgerichtet, wodurch sich die Leistung weiter vermindert.
Quelle: Wikipedia

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L

Leerlaufspannung

Die Leerlaufspannung ist in der Elektrotechnik die an den Klemmen einer offenen Spannungsquelle gemessene elektrische Spannung. Das heißt, die Leerlaufspannung ist die Spannung auf der Ausgangsseite, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. Es fließt kein elektrischer Strom, wodurch keine Spannung über den Innenwiderstand der Spannungsquelle abfällt.
Die Leerlaufspannung ist genau dann gleich der Quellenspannung UQ, wenn innerhalb der Spannungsquelle, wie bei einem Generator oder einer galvanischen Zelle, keine parallelen Strompfade existieren, die zum Beispiel Leckströme verursachen, welche die Leerlaufspannung verringern.
Quelle: Wikipedia

Leistungsgarantie

Die Leistungsgarantie ist eine erweiterte Garantie des Solarmodulherstellers auf die Leistungsfähigkeit der Solarmodule. Qualitätsanbieter garantieren 80 % der Leistung auf 20 bzw. 25 Jahre und eventuell 90 % der Leistung auf 10 bzw. 12 Jahre. Sollte die Leistung eines Solarmodul darunter liegen, so ist der Modulhersteller verpflichtet, die fehlende Leistung nachzuliefern oder Ersatzmodule zu stellen.

Leistungstoleranz

Die Toleranzangabe der Nennleistung eines Solarmoduls wird vom Hersteller angegeben und gibt den Bereich an, in dem die Leistungen der einzelnen Solarmodule liegen müssen. Bei der Verschaltung der Solarmodule zu Strängen sind Module mit kleiner Leistungstoleranz günstiger, denn sie verringern die Fehlanpassung der Module zueinander und erhöhen damit den Ertrag der Photovoltaikanlage.

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M

Maximum Power Point (MPP)

Der Maximum Power Point ist der Punkt des Strom-Spannungs-Diagramms einer Solarzelle, an dem die größte Leistung entnommen werden kann, d.h. der Punkt, an welchem das Produkt von Strom und Spannung sein Maximum hat. Er ist nicht konstant, sondern hängt von der Bestrahlungsstärke, der Temperatur und dem Typ der Solarzellen ab.

• Bei steigender Bestrahlung steigt der Strom annähernd proportional, die Leistung nimmt deutlich zu. Die Spannung ändert sich dabei kaum.

• Bei steigender Temperatur fällt die Spannung, so dass die Leistung sinkt (Typisch: -0,45 %/K für kristalline Siliziumzellen), der Strom ändert sich hier kaum.

Das Strom-Spannungsdiagramm wird dabei typischerweise so aufgetragen, dass die technische Stromrichtung des gemessenen Stromes in Sperrrichtung der Solarzelle zeigt. Der Strom wird damit bei Beleuchtung, im Gegensatz zur klassischen Diodenkennlinie, positiv aufgetragen.
Quelle: Wikipedia

Monokristalline Solarzelle

Monokristalline  Siliziumsolarzellen werden aus sogenannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben) hergestellt, wie sie auch für die Halbleiterherstellung verwendet werden. Sie sind verhältnismäßig teuer. Das Ausgangsmaterial für monokristalline Siliziumsolarzellen ist ein aus einer Siliziumschmelze gezogener Einkristall. Die von diesem zylinderförmigen Einskristall heruntergesägten Siliziumscheiben werden im Zellherstellungsverfahren zu monokristallinen Siliziumsolarzellen weiterverarbeitet. Die Herstellung der multikristallinen Solarzelle ist im Vergleich etwas energieintensiver und aufwändiger. Die Wirkungsgrade monokristallliner Siliziumsolarzellen sind mit 14 bis 18 % etwas höher als die von multikristallinen Siliziumsolarzellen.

Montagesystem

System zur Installation/ Befestigung von Solarmodulen auf Dächern, Fassaden oder Freiland.

Multikristalline Siliziumsolarzelle

Das Ausgangsmaterial für multikristalline Siliziumsolarzellen ist in Blöcken gegossenes Solarsilizium. Es entstehen relativ große Kristalle mit sichtbaren Korngrenzen. Aus den Blöcken werden zunächst Quader und von diesen die einzelnen Siliziumscheiben herausgesägt sowie anschließend im Zellherstellungsverfahren zu multikristallinen Siliziumsolarzellen weiterverarbeitet. Der Wirkungsgrad einer multikristallinen Siliziumsolarzelle ist mit 12 bis 16 % meist etwas geringer als der Wirkungsgrad monokristalliner Solarzellen. Das Herstellungsverfahren ist aber kostengünstiger und weniger energieintensiv.

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N

Nachführung

Bei Photovoltaikanlagen und Sonnenkollektoren, welche Sonnenstrahlung einfangen und daraus elektrische Energie bzw. Heizwärme erzeugen, können die Module bzw. die Kollektoren ein- oder zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführt werden, um die Ausbeute zu vergrößern. Der Ertrag der Anlage kann so in Deutschland um etwa 30 % gegenüber einer starr montierten Photovoltaikanlage erhöht werden. Nachführanlagen werden insbesondere bei Freilandanlagen eingesetzt.

Netzbetreiber

Netzbetreiber sind Unternehmen für den Betrieb und Unterhalt des öffentlichen Stromnetzes vor Ort. Das können die lokalen Stadtwerke oder ein überregionales Energieversorgungsunternehmen (EVU) sein. Das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) verpflichtet die Netzbetreiber, den von der Photovoltaikanlage produzierten Strom abzunehmen und zu vergüten.

Netzgekoppelte Photovoltaikanlage

Durch die Verbindung zu einem großen Verbundnetz (z.B. das öffentlichen Stromnetz) kann sichergestellt werden, das zu jedem Zeitpunkt genügend Verbraucher vorhanden sind, die den Solarstrom sofort nutzen können. Eine Zwischenspeicherung, Pufferung ist dabei unnötig. Diese Betriebsart nennt man auch Netzparallelbetrieb. Eine Anlage ohne Netzkoppelung bezeichnet man als Inselsystem bzw. Inselanlage.

Netzüberwachung

Wenn Licht auf den Solargenerator fällt, produziert eine Photovoltaikanlage immer Strom. Bei einer Reparatur am Stromnetz könnte es eine Gefahr für die Techniker des Netzbetreibers darstellen, wenn eine netzgekoppelte Anlage weiterhin Strom in das Netz einspeisen würde. Deshalb werden Photovoltaikanlagen automatisch vom Stromnetz entkoppelt, sobald dieses abgeschaltet wird bzw. ausfällt. Im Wechselrichter überwacht eine Netzüberwachungseinrichtung stets, ob das Stromnetz intakt ist.

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P

Photovoltaik

Unter Photovoltaik (oder Fotovoltaik) versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie mittels Solarzellen. Seit 1958 ist sie zur Energieversorgung der meisten Raumflugkörper im Einsatz. Inzwischen wird sie auch auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden und auf Freiflächen.

Der Name setzt sich aus den Bestandteilen Photos (Genitiv von altgr. f?? phos ‚Licht‘) und Volta (von Volt als Einheit der elektrischen Spannung – nach Alessandro Volta zusammen. Die Photovoltaik gilt als Teilbereich der umfassenderen, die auch andere technische Nutzungen der Sonnenenergie einschließt.

 

Quelle: Wikipedia

Polykristalline Siliziumsolarzelle

Das Ausgangsmaterial für polykristalline Siliziumsolarzellen bzw. multikristalline Siliziumsolarzellen ist in Blöcken gegossenes Solarsilizium. Es entstehen relativ große Kristalle mit sichtbaren Korngrenzen. Aus den Blöcken werden zunächst Quader und von diesen die einzelnen Siliziumscheiben herausgesägt sowie anschließend im Zellherstellungsverfahren zu multikristallinen Siliziumsolarzellen weiterverarbeitet. Der Wirkungsgrad einer multikristallinen Siliziumsolarzelle ist mit 12 bis 16 % meist etwas geringer als der Wirkungsgrad monokristalliner Solarzellen. Das Herstellungsverfahren ist aber kostengünstiger und weniger energieintensiv.

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S

Schrägdach

Ein Schrägdach, auch Steildach genannt, wird mit verschiedenen Dacheindeckungen versehen. Die Dachneigung dient der sicheren Abführung von Regenwasse. Schrägdächer, die unverschattet und mit ihrer Fläche nach Südwest bis Südost gerichtet sind, sind besonders zur photovoltaischen Stromerzeugung geeignet.

Silizium

Silizium ist ein Halbleiter, der für die Elektroindustrie und die Photovoltaik eine wichtige Rolle spielt. Silizium ist das zweithäufigste chemische Element der Erde, das aus dem Rohstoff Siliziumoxid (Sand) gewonnen wird und zu monokristallinem, multikristallinem und amorphen Silizium verarbeitet werden kann.

Solaranlage bzw. Photovoltaikanlage

Eine Solaranlage/ Solarstromanlage bzw. Photovoltaikanlage ist eine technische Anlage zur Umwandlung von Sonnenenergie  in eine andere Energieform. Eine (größere) Solaranlage zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie wird auch Solarkraftwerk genannt. Solaranlagen lassen sich nach dem Arbeitsprinzip und der gewonnenen Energieform in drei grundsätzliche Typen unterscheiden:

• Thermische Solaranlagen im kleineren Maßstab liefern Wärmeenergie im niedrigen Temperaturbereich hauptsächlich für die direkte Nutzung in Haushalten (zum Beispiel Sonnenkollektoren, Solarkocher).

• Thermische Solarkraftwerke liefern ebenfalls Wärme allerdings im größeren, industriellen Maßstab und i. d. R. bei weit höheren Temperaturen. Die Wärme wird hauptsächlich in elektrischen Strom umgewandelt (z. B. Solarturmkraftwerk). Eine direkte thermische Nutzung z. B. für chemische Prozesse ist möglich.

• Photovoltaikanlagen liefern elektrische Energie (Gleichstrom), die i. d. R. über einen Wechselrichter ins Stromnetz (Wechselstrom) eingespeist wird.

Andere regenerative Energiegewinnungsanlagen sind im Prinzip ebenfalls - wenn auch indirekt - Nutzer der Solarstrahlungsenergie. Durch Absorption wird die Strahlung in andere Energieformen umgewandelt, z. B. Wärme. Als Beispiel seien hier Thermikkraftwerke genannt. So ist auch bei der energetischen Nutzung von Wind, Biomasse und der natürliche Wasserzirkulation die Sonne die primär treibende Kraft.
Quelle: Wikipedia

Solarmodul

Ein Solarmodul oder Photovoltaikmodul wandelt das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie um. Als wichtigste Bestandteile enthält es mehrere Solarzellen.
Solarmodule werden einzeln oder zu Gruppen verschaltet in Photovoltaikanlagen, kleinen stromnetzunabhängigen Verbrauchern oder zur Stromversorgung von Raumfahrzeugen verwendet. Die Gesamtheit aller Module für eine Photovoltaikanlage nennt man Solargenerator[1].
Ein Solarmodul wird durch seine elektrischen Anschlusswerte (z. B. Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom) charakterisiert. Diese hängen von den Eigenschaften der einzelnen Solarzellen und der Verschaltung der Solarzellen innerhalb des Moduls ab.
Um den Anforderungen einer Anlage für die Erzeugung von Solarstrom gerecht zu werden, fasst man Solarzellen mittels mehrerer verschiedener Materialien zu einem Solarmodul zusammen. Dieser Verbund erfüllt folgende Zwecke:

• transparente, strahlungs- und witterungsbeständige Abdeckung
• robuste elektrische Anschlüsse
• Schutz der spröden Solarzelle vor mechanischen Einflüssen
• Schutz der Solarzellen und elektrischen Verbindungen vor Feuchtigkeit
• Ausreichende Kühlung der Solarzellen
• Berührungsschutz der elektrisch leitenden Bauteile
• Handhabungs- und Befestigungsmöglichkeit

Es gibt verschiedene Bauformen von Solarmodulen mit verschiedenen Arten von Solarzellen.
Quelle: Wikipedia

Solartechnik

Solartechnik ist die Nutzbarmachung der solaren Einstrahlung unserer Sonne mittels technischer Hilfsmittel und Einrichtungen.

Aus der Sonnenstrahlung kann Wärme / Hitze / Prozesswärme oder auch elektrische Energie gewonnen werden.

Da das Energieangebot der Sonne tages- und jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt, ist die Speicherung der Energie ein unverzichtbarer Bestandteil der Solartechnik.

Mit dem stetigen technischen Fortschritt werden Solarzellen heutzutage nicht nur effektiver, sondern schrumpfen auch in ihrer Größe. Mittlerweile haben viele Hersteller in der Industrie eigene solarbetriebene Produkte entwickelt, zu denen Ladegerät, Mobiltelefone und kleinere Spielereien zählen.

 

Quelle: Wikipedia

Solarzelle

Eine Solarzelle oder photovoltaische Zelle ist ein elektrisches Bauelement, das kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie wandelt. Die physikalische Grundlage der Umwandlung ist der photovoltaische Effekt, der ein Sonderfall des inneren photoelektrischen Effekts ist.

Solarzellen unterscheiden sich dadurch grundsätzlich von anderen Arten der regenerativen Elektrizitätserzeugung, bei denen lediglich die Antriebsenergie für den Generator nicht konventionell erzeugt wird.

Manchmal werden auch Elemente eines Sonnenkollektors als Solarzelle bezeichnet. Sie erzeugen aber keinen Strom, sondern Prozesswärme und ersetzen beispielsweise Warmwasser-Boiler.

 

Quelle: Wikipedia

Solarzellen - Bauformen

Neben dem Material ist die Bauweise von Bedeutung. Man unterscheidet verschiedene Oberflächenstrukturierungen und Anordnungen der Kontaktierung der transparenten, jedoch hochohmigen Deckelektrode (schmale oder sogar durchsichtige Kontakte).
Weitere Bauformen sind Stapeltechniken durch Materialkombinationen unterschiedlicher Absorptionswellenlängen, wodurch der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung erhöht werden kann. Es wird versucht, die Materialien so zu wählen, dass das einfallende Sonnenspektrum maximal ausgenutzt wird.
Derzeitig sind kommerziell erhältliche Solarzellen aus Halbleitermaterialien, überwiegend aus Silizium. Auch III/V-Halbleitermaterialien werden verwendet (unter anderem an Raumsonden). Wegen ihrer hohen Kosten werden sie für terrestrische Anwendungen in Konzentrator-Systemen verwendet. Polymere Solarzellen befinden sich noch in der Forschung.
Halbleitersolarzellen werden zur Energiegewinnung meist zu großen Solarmodulen verschaltet. Die Zellen werden dafür mit Leiterbahnen an Vorder- und Rückseite in Reihe geschaltet. Dadurch addiert sich die Spannung der Einzelzellen, und es können dünnere Drähte für die Verschaltung verwendet werden als bei einer Parallelschaltung. Als Schutz vor einem Lawinendurchbruch in den einzelnen Zellen (etwa bei Teilabschattung) müssen jedoch zusätzlich Schutz-Dioden (Bypass-Dioden) parallel zu den Zellen eingebaut werden, die von Abschattung betroffene Zellen überbrücken können.
Solaranlagen werden manchmal mit einer mechanischen Nachführung ausgestattet. Die Solaranlage wird dadurch elektrisch dem Sonnenstand angepasst, um die Ausbeute an elektrischer Energie aus der Sonnenenergie zu erhöhen.

Quelle: Wikipedia

Solarzellen - Funktionsprinzip

Solarzellen aus Halbleitermaterialien sind im Prinzip wie großflächige Photodioden aufgebaut. Sie werden jedoch nicht als Strahlungsdetektor, sondern als Stromquelle  betrieben.
Die Besonderheit von Halbleitern ist, dass sie durch zugeführte Energie (elektromagnetische Strahlung) freie Ladungsträger erzeugen (Elektronen und Löcher, siehe Generation). Um aus diesen Ladungen einen elektrischen Strom zu erzeugen, ist ein internes elektrisches Feld nötig, um die erzeugten Ladungsträger in unterschiedliche Richtungen zu lenken.
Dieses interne elektrische Feld wird durch einen p-n-Übergang erzeugt. Da Licht in Materialien gewöhnlich exponentiell schwächer wird, muss dieser Übergang möglichst nahe an der Oberfläche liegen, und die Übergangszone mit dem elektrischen Feld sollte möglichst weit in das Material hineinreichen. Diese Übergangszone (Raumladungszone) wird durch gezielte Dotierung des Materials eingestellt (siehe Halbleitertechnologie). Um das gewünschte Profil zu erzeugen, wird gewöhnlich eine dünne Oberflächenschicht stark n-dotiert, die dicke Schicht darunter schwach p-dotiert. Das hat eine weitreichende Raumladungszone zur Folge. Wenn in dieser Übergangszone nun Photonen einfallen und Elektronen-Loch-Paare erzeugen (Photoeffekt), so werden durch das elektrische Feld die Löcher zum untenliegenden p-Material beschleunigt und umgekehrt die Elektronen zum n-Kontakt auf der (sonnenzugewandten) Oberseite. Ein Teil der Ladungsträger rekombiniert auf dieser Strecke und geht in Wärme verloren, der übrige Photostrom kann direkt von einem Verbraucher benutzt, in einem Akkumulator zwischengespeichert oder mit einem netzgeführten Wechselrichter in das Stromnetz eingespeist werden. Die elektrische Spannung bei maximaler Leistung (Maximum Power Point, Leistungsanpassung) liegt bei den gebräuchlichsten Zellen (kristalline Siliziumzellen) bei etwa 0,5 V.
Die Struktur von Solarzellen wird des weiteren so angepasst, dass möglichst viel Licht eingefangen und in der aktiven Zone Ladungsträger erzeugen kann. Dazu muss die Deckelektrode transparent sein, die Kontakte zu dieser Schicht müssen möglichst schmal sein, auf der Oberseite wird eine Antireflexionsschicht (zur Verringerung des Reflexionsgrades) aufgetragen. Die Antireflexionsschicht sorgt für die typisch bläuliche bis schwarze Farbe von Solarzellen. Unbeschichtete Solarzellen haben dagegen ein silbrig-graues Erscheinungsbild.
Manchmal wird die Vorderseite strukturiert oder aufgeraut. Wegen dieses Vorteils wurden ursprünglich Wafer mit Fehlern beim Schleifprozess o. a. als Ausgangsmaterial für Solarzellen verkauft. Schwarzes Silizium hat eine aufgeraute, nadelförmige Oberfläche, die sehr geringe Reflexionen aufweist.
Die Antireflexschicht wird bei modernen Solarzellen aus Siliziumnitrid mittels PE-CVD-Verfahren hergestellt. Die Schichtdicke beträgt dabei ca. 70 nm (Lambda-Viertel bei einer Brechzahl von 2,0). Darüber hinaus kommen noch Antireflexschichten aus Siliziumdioxid und Titandioxid, die beispielsweise per AP-CVD-Verfahren aufgebracht werden, zur Anwendung.
Über die Schichtdicke wird auch die Farbe bestimmt (Interferenzfarbe). Eine möglichst hohe Gleichmäßigkeit der Beschichtungsstärke ist dabei wichtig, da bereits Schwankungen um einige Nanometer in der Schichtstärke den Reflexionsgrad erhöhen. Blaue Reflexion ergibt sich aus der Einstellung der Antireflexschicht auf den roten Teil des Spektrums – der bevorzugten Absorptionswellenlänge des Siliziums. Prinzipiell sind jedoch auch beispielsweise rote, gelbe oder grüne Solarzellen auf diese Weise für spezielle architektonische Anwendungen herstellbar, sie haben jedoch einen schlechteren Wirkungsgrad.
Im Falle von Siliziumnitrid und Siliziumdioxid erfüllt die Antireflexschicht dabei noch die Funktion einer Passivierungsschicht, die die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit herabsetzt. Die an der Oberfläche erzeugten Ladungsträger können dadurch – vereinfacht ausgedrückt – nicht so schnell rekombinieren, und die erzeugte Ladung kann als Spannung abgegriffen werden.
Quelle: Wikipedia

Solarzellentypen

Solarzellen kann man nach verschiedenen Kriterien einordnen. Das gängigste Kriterium ist die Materialdicke. Hier wird nach Dickschicht- und Dünnschichtzellen unterschieden. Ein weiteres Kriterium ist das Material: Es werden zum Beispiel die Halbleitermaterialien CdTe, GaAs oder CuInSe eingesetzt, weltweit am häufigsten jedoch Silizium.
Die Kristallstruktur kann kristallin (mono-/polykristallin) oder amorph sein.
Neben Halbleitermaterialien gibt es auch neue Ansätze zum Material, wie organische Solarzellen und Farbstoffsolarzellen.
Quelle: Wikipedia

Sonnenenergie

Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die von der Sonne durch Kernfusion erzeugte Energie, die in Teilen als elektromagnetische Strahlung zur Erde gelangt.

Die Sonnenenergie ist, seitdem sie gemessen wird, annähernd konstant; es gibt auch keine Hinweise auf deutliche Schwankungen in historischer Zeit. Die Intensität der Sonneneinstrahlung beträgt an der Grenze der Atmosphäre etwa 1,367 kW/m²; dieser Wert wird auch als Solarkonstante bezeichnet. Ein Teil der eingestrahlten Energie wird von den Bestandteilen der Atmosphäre - festen (z. B. Eiskristallen, Staub), flüssigen oder gasförmigen Schwebeteilchen - reflektiert. Ein weiterer Teil wird von den Bestandteilen der Atmosphäre absorbiert und bereits dort in Wärme umgewandelt. Der dritte Teil geht durch die Atmosphäre hindurch bis zum Erdboden. Dort wird er entweder in Wärme umgewandelt, oder er betreibt zum Beispiel die Photosynthese, die Photothermik oder die Photovoltaik. Die prozentuale Verteilung der Einstrahlung auf Reflexion, Absorption und Transmission hängt vom jeweiligen Zustand der Atmosphäre ab. Dabei spielen die Luftfeuchtigkeit, die Bewölkung und die Länge des Weges, den die Strahlen durch die Atmosphäre nehmen müssen, eine Rolle. Die auf die Erdoberfläche auftreffende Strahlung beträgt weltweit im Tagesdurchschnitt (bezogen auf 24 Stunden) noch ungefähr 165 W/m²(mit erheblichen Schwankungen je nach Breitengrad, Höhenlage und Witterung). Die gesamte auf die Erdoberfläche auftreffende Energiemenge ist mehr als fünftausend mal größer als der Energiebedarf der Menschheit. Letztlich wird die gesamte Energie der Sonne in Form von Wärmestrahlung wieder an den Weltraum abgegeben.

 

Quelle: Wikipedia

Sonnenkollektor/ Solarkollektor

Ein Sonnenkollektor oder auch Solarkollektor ist eine Vorrichtung zur Sammlung der im Sonnenlicht enthaltenen Energie. Traditionell steht die Bezeichnung für einen thermischen Solarkollektor, der mit der „eingefangenen“ Sonnenenergie ein Übertragungsmedium (Heizwasser) aufheizt, wobei nahezu das gesamte Strahlungsspektrum des Sonnenlichtes in thermischen Solaranlagen mit relativ hohem Wirkungsgrad ausgenutzt wird. Vorrichtungen zur Gewinnung von elektrischer Energie in Photovoltaikanlagen werden dagegen als Solarmodule bezeichnet.

Während man früher ausschließlich fest aufgestellte bzw. verankerte Kollektoren verwendete, gibt es nun auch Systeme, die der Richtung zur Sonne nachgeführt werden.

 

Quelle: Wikipedia

Standard-Testbedingungen

Die Standard-Testbedingungen (STC, englisch: Standard Test Conditions) in der Photovoltaik  dienen dazu, verschiedene Solarmodule  unabhängig vergleichen und bewerten zu können. Dafür wurden weltweit einheitliche Betriebsbedingungen für diesen Zustand definiert.
Die Angaben für Strom, Spannung und Leistung bei Standard-Testbedingungen gelten bei einer Einstrahlung von 1000 W/m² in Modulebene, einer Modultemperatur von 25 °C und einem in der Norm IEC 904-3 (1989) Teil III definierten Spektrum des Sonnenlichts bei einer Air Mass von 1,5. Die ermittelte Leistung wird meist in Wp (Watt peak) angegeben.
Da bei der eigentlichen Messung nicht immer alle Bedingungen eingehalten werden können (Lampenspektrum, Einstrahlung und Modultemperatur weichen oft vom Standard ab), werden die Messwerte bei Standard-Testbedingungen aus den aktuellen Messbedingungen rechnerisch ermittelt. Die so ermittelten Werte ermöglichen einen Vergleich der Module untereinander, das wirkliche Betriebsverhalten ist jedoch daraus nicht direkt abzuleiten. Kristalline Module beispielsweise haben bei einer Einstrahlung von 1000 W/m² meist eine deutliche höhere Modultemperatur als 25 °C, mit der ein Leistungsabfall einhergeht. Auch das Verhalten unterschiedlicher Zelltypen bei Schwachlicht bleibt bei diesem Wert unberücksichtigt.
Quelle: Wikipedia

Strang bzw. String

Engl. string. Mehrere Solarmodule werden in Stränge hintereinander geschaltet, um so den richtigen Spannungsbereich für den Anschluß an den Wechselrichter zu erreichen. Mehrere Stränge können an einen Wechselrichter oder separaten Generatoranschlusskasten angeschlossen werden.

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T

Temperaturkoeffizient

Sowohl die Spannung als auch der Strom und somit auch die Leistung eines Solarmoduls sind abhängig von der Betriebstemperatur der Solarzelle. Der Temperaturkoeffizient gibt an, in welchem Maße sind sich die jeweilige Größe mit der Temperatur verändert.
Die Spannung einer Solarzelle hat beispielsweise einen negativen Temperaturkoeffizient und sinkt damit bei steigender Temperatur. Der Strom hingegen steigt geringfügig an. Insgesamt besitzt die Leistung einer Solarzelle bzw. eines Solarmoduls einen negativen Temperaturkoeffizienten. Je niedriger der Beitrag eines Temperaturkoeffizienten des Solarmoduls ist, desto weniger stark fällt die Leistung des Solargenerators bei Hitze im Sommer ab.

Transformator

Wechselrichter für Photovoltaikanlagen wandeln den Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom um. Um die Spannung an das Netzniveau anzupassen, arbeiten viele Wechselrichter mit internen Transformatoren (Trafo).
Ein Transformator (von lateinisch transformare‚ umformen, umwandeln; auch Umspanner, kurz Trafo) ist ein Bauelement beziehungsweise eine Anlage der Elektrotechnik. Er besteht aus einem magnetischen Kreis, der meist von einem Ferrit-  oder Eisenkern  gebildet wird, und um den Leiter zweier verschiedener Stromkreise so gewickelt sind, dass der Strom jedes Stromkreises mehrfach um den Kern herumgeführt wird. Speist man eine dieser Wicklungen mit einer Wechselspannung, stellt sich an der anderen Wicklung ebenfalls eine Wechselspannung ein, deren Höhe sich zu der ursprünglichen Spannung so verhält wie das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Wicklungen.
Hauptanwendungsgebiet von Transformatoren ist daher die Erhöhung beziehungsweise die Reduktion von Wechselspannungen. Für die Stromversorgung sind sie unverzichtbar, da elektrische Energie nur mittels Hochspannungsleitungen über weite Entfernungen wirtschaftlich sinnvoll transportiert werden kann, der Betrieb von Elektrogeräten aber nur mit Niederspannung praktikabel ist. Netztransformatoren befinden sich in nahezu allen Elektronikgeräten, bei denen die Betriebsspannung von der Netzspannung verschieden ist. In der Signalverarbeitung und der Tontechnik kommen spezielle Transformatoren zum Einsatz, die nicht auf möglichst verlustarme Leistungsübertragung, sondern auf möglichst ungestörte Signalweitergabe optimiert sind.
Es ist aber auch möglich, einen Wechselrichter ohne Trafo zu betreiben. Diese trafolosen Geräte haben einen höheren Wirkungsgrad und erwirtschaften daher in der Regel einen höheren Ertrag.
Quelle: Wikipedia

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V

Verschattung

Eine Teilverschattung des Solargenerators hat starke Auswirkungen auf den Ertrag. Daher müssen die Solarmodule möglichst zu jeder Tageszeit unverschattet bleiben.

Verschattungsanalyse

Die Verschattungsanalyse ist Bestandteil der Planungsphase einer Photovoltaikanlage.
Bei einer Verschattungsanalyse werden mit Hilfe eines Sonnenbahnindikators oder eines dafür entwickelten technischen Gerätes sämtliche Schatten berechnet, die zu verschiedenen Tages- oder Jahreszeiten auf die Photovoltaikmodule einer Anlage fallen können. Eine detaillierte Verschattungsanalyse ist von entscheidender Bedeutung für die Leistung einer Photovoltaikanlage, da ein verschattetes Modul negative Auswirkungen auf andere Module des Stranges hat. Es ist oft wesentlich besser für die Leistung, ein paar verschattete Flächen frei zu lassen und nicht mit Photovoltaikmodulen zu bestücken.
Quelle: Wikipedia

Verschattungsarten

Temporäre Verschattungen

Verschattungen können temporär sein, wenn Beeinträchtigungen durch Schmutz (Laub, Vogelkot) oder Umwelteinflüsse (Schnee) vorliegen. Diese Verschattungen sind nicht zu vernachlässigen, besonders wenn man in der Nähe eines Industriegebiets, oder eines Waldes wohnt. Es können Leistungseinbußen bis zu 10% durch Verschmutzungen verursacht werden. Um die Verschmutzung möglichst gering zu halten müssen die Solarmodule möglichst eine hohe Selbstreinigungskraft besitzen. Als Selbstreinigungskraft bezeichnet man das Abwaschen von Dreck und Schmutz bei Regen. Dieser Effekt wird schon ausreichend ab einem Neigungswinkel der Module von 20° erzielt, dies hängt jedoch auch von der Oberfläche der Module ab. Durch abspritzen mit einem Schlauch oder abputzen mit einem feuchten Tuch kann man die Anlage zusätzlich von Verschmutzungen befreien, jedoch sollte man die PV-Anlage jedoch nicht trocken abreiben, um Kratzer zu vermeiden.

Standortbedingte Schatten

Schatten aufgrund des Standortes können von Gebäuden oder Bäumen verursacht werden. Nicht zu unterschätzen sind auch Stromleitungen, die einen Schatten quer über das Dach werfen. Zusätzlich können noch gebäudebedingte Verschattungen, wie ein Kamin, Dachschrägen, Antennen oder Blitzableiter eine Verschattung hervorrufen. Diese sind besonders kritisch, da sie sehr nahe an der Photovoltaikanlage sind. Es ist hier oft wirtschaftlich sinnvoll, die Antenne auf die andere Dachseite zu versetzen. Allgemein kann man sagen, dass man immer versuchen sollte alle Schatten, soweit wirtschaftlich sinnvoll und bautechnisch möglich, zu eliminieren. Bei Bäumen ist zu beachten, dass man ab einer bestimmten Größe oft die Genehmigung der Stadt benötigt, sollte dieser weichen müssen.

Eigenverschattungen

Eigenverschatten treten durch die eigenen Module auf. Dies passiert vor allem, bei aufgeständerten Anlagen. Aufgeständerte Anlagen werden meistens bei Flachdächern verwendet und sind notwendig, um eine optimale Neigung zu bekommen. Die Verschattung kann hier durch den Abstand der Modulreihen und den Neigungswinkel der Module reduziert werden.

Gegenmaßnahmen bei permanenten Verschattungen

Falls man die Verschattung nicht beheben kann, sind die Module parallel zu schalten oder mit einer Bypass-Diode zu versehen. Dadurch wirkt sich der Stromabfall eines Solarmoduls nicht auf die anderen Module aus. Ein Nachteil sind aber die dadurch entstehenden hohen Ströme. In jedem Fall sollte aber versucht werden, alle Verschatteten Module, soweit möglich, in einem Strang zusammenzuschalten. Dadurch wird bei Verschattung nur die Leistung eines Stranges beeinträchtigt und nicht die Leistung von mehreren.
Quelle: Wikipedia

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W

Wechselrichter

Ein Wechselrichter (auch Inverter) ist ein elektrisches Gerät, das Gleichspannung in Wechselspannung bzw. Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet.

 

Wechselrichter können je nach Schaltung sowohl für die Erzeugung von einphasigem Wechselstrom als auch für die Erzeugung von dreiphasigem Wechselstrom (Drehstrom) ausgelegt sein. Neueste Modelle mit Halbleitern aus Siliziumkarbid erreichen Wirkungsgrade bis etwa 98 Prozent.

Angewendet werden Wechselrichter dort, wo ein elektrischer Verbraucher Wechselspannung zum Betrieb benötigt, aber nur eine Gleichspannungsquelle, wie zum Beispiel eine Autobatterie, zur Verfügung steht, oder dort, wo die Leistung einer Gleichspannungsquelle in das Wechsel- bzw. Drehstromnetz eingespeist werden soll. Die häufigste Anwendung von Wechselrichtern ist der Antrieb von elektrischen Maschinen (Synchron- und Asynchronmaschinen). Dabei formen Wechselrichter die Netzspannung in eine Gleichspannung bzw. Gleichstrom um und erzeugen dann aus dieser eine in Frequenz und Spannung veränderliche Wechselspannung, mit welcher elektrische Antriebe präzise geregelt werden können. Aus diesem Grund werden Wechselrichter zu diesem Zweck auch als Frequenzumrichter bezeichnet.

 

Quelle: Wikipedia

Wirkungsgrad

Die heutzutage mit Solarzellen in der Photovoltaik erzielbaren Wirkungsgrade  reichen von wenigen Prozent bis zu über 40 Prozent. Da die Solarenergie gratis ist, spielt ein höherer Wirkungsgrad einer Zelle nur solange eine Rolle, als er die Investitionskosten der Photovoltaik-Anlage reduzieren kann. Ein möglichst hoher Zellenwirkungsgrad ist nur dann entscheidend, wenn die Fläche begrenzt ist, die Masse der Zelle möglichst klein sein muss und die Kosten zudem zweitrangig sind (zum Beispiel bei einem Satelliten oder einem Rennwagen).
Organische Solarzellen erzielen derzeit bis zu sechs Prozent Wirkungsgrad[15], Dünnschichtmodule auf Basis von amorphem Silizium etwa 5 bis 13 Prozent, Solarzellen aus polykristallinem Silizium 13 bis 18 Prozent, Zellen aus monokristallinem Silizium zwischen 14 und 24 Prozent. ogenannte Konzentratorzellen können in Laborsituationen über 40 Prozent Wirkungsgrad erzielen.
Konzentrator-Photovoltaikmodule weisen einen höheren Wirkungsgrad als konventionelle Photovoltaikmodule auf. Zum einen weil effizientere, teurere Zellen verwendet werden können und zum anderen steigt der Wirkungsgrad mit einer höheren Lichtintensität, da der Kurzschlussstrom der Zelle proportional zur Lichtintensität ansteigt und gleichzeitig die Zellenspannung zunimmt. Da der optische Konzentrator die Solarstrahlung von einer großen Eingangsfläche auf die relativ kleine Solarzelle bündelt, ist eine wirksame (Wasser-)Kühlung der Solarzelle notwendig, weil sonst deren Temperatur unzulässig ansteigen und der Zellen-Wirkungsgrad zudem abnehmen würde. Da Konzentrator-Photovoltaikmodule wegen der Lichtbündelung zwingend auf Nachführsysteme angewiesen sind, erhöht sich der Energieertrag gegenüber einer konventionellen Photovoltaikanlage wesentlich. Wegen der Lichtbündelung können Konzentrator-Photovoltaikmodule aber nur in Gebieten mit hoher direkten Sonneninstrahlung effektiv eingesetzt werden. Sie konkurrieren diesbezüglich also im Wesentlichen mit Solarwärmekraftwerken. Die höheren Investitionskosten von Konzentrator-Photovoltaik haben deren höheren Energieertrag verglichen mit konventionellen Photovoltaikanlagen bis anhin nicht wettmachen können.
Ein Problem heutiger Solarmodule besteht darin, dass ein Teil des Sonnenlichts nicht absorbiert und in elektrischen Strom umgewandelt, sondern von der Oberfläche reflektiert wird. Schwarzes Silicium vermeidet diese Reflexionen fast vollständig und könnte so in Zukunft den Wirkungsgrad um ca. 30–40 % gegenüber herkömmlichen Silizium-Modulen steigern. Gegenwärtig existiert diese neue Technologie allerdings erst im Labormaßstab.
Zum Vergleich: Herkömmliche Glühlampen verwandeln etwa drei bis fünf Prozent der eingesetzten Energie in Licht, der Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken beträgt zur Zeit im weltweiten Mittel etwa 31 Prozent, der von Kernkraftwerken etwa 32 bis 36 Prozent[27], moderne Wasserkraftwerke erzielen bis zu 90 Prozent. Thermische Solaranlagen (Sonnenkollektoren) können bis zu 90 Prozent der Sonnenstrahlung in Wärme umwandeln.
Quelle: Wikipedia