Funktion von Photovoltaikanlagen
Unter Photovoltaik (PV) versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie (Sonnenenergie) in elektrische Energie.
Herzstück der Photovoltaik- bzw. Solarstromanlage ist die Solarzelle. Diese besteht aus zwei Silizium Wafern (Wafer = kreisrunde oder quadratische, etwa ein Millimeter dicke Scheiben). Treffen durch das Licht der Sonne Photonen auf die obere Zellenschicht, werden Elektronen zur Wanderung angeregt und es entsteht eine elektrische Gleichspannung zwischen der dem Licht zugewandten und der dem Licht abgewandten Schicht der Solarzelle. Sobald dieser Stromkreis geschlossen wird, fließt elektrischer Strom. Der entstandene Gleichstrom wird anschließend durch einen Wechselrichter (Inverter) in netzüblichen Wechselstrom umgewandelt.
Die Nennleistung und Ertrag
Die Nennleistung von Photovoltaik-Anlagen wird in Wp (Watt Peak) bzw. kWp (Kilowatt- Peak)angegeben und bezieht sich auf die Leistung unter Testbedingungen. Das dient zur Normierung und zum Vergleich verschiedener Solarmodule.
Historie der Solarzelle
Der photoelektrische Effekt wurde bereits im Jahre 1839 von dem französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt. 1954 wurden die ersten Siliziumsolarzellen mit einem Wirkungsgraden von über 4 % erstmals produziert. Seit Ende der 1950er Jahre werden Photovoltaikzellen in der Satellitentechnik verwendet. Die steigende Nachfrage aus der Raumfahrt führten zu erheblichen Fortschritten in der Entwicklung von Photovoltaikzellen. Durch die Ölkrise in den 1970er Jahren sowie das gestiegene Umweltbewusstsein wird seitdem verstärkt an der Weiterentwicklung von Solarzellen gearbeitet. Der Begriff Photovoltaik setzt sich aus dem altgriechischen Wortstamm Phos (für Licht) und der SI-Einheit für die elektrische Spannung (Volt) zusammen.
Durch die Schindeltechnologie, welche das Verbinden der einzelnen Zellen miteinander innerhalb eines Moduls beschreibt, konnte die Effektivität weiter gesteigert werden. Bisher wurde das Verbinden der Zellen mit Zellverbindern aus Kupfer realisiert. Beim Schindeln werden die Solarzellen ohne die Verwendung von Kupfer-Verbindungen direkt Vorder- zu Rückseite mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Anstatt Vollformatwafer kommen nun schmale Zellstreifen zum Einsatz. Mit beiden Maßnahmen wird eine Verringerung der elektrischen Verluste im Modul erzielt.
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