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Tutorial MenueElektrolyseur und Brennstoffzelle im UnterrichtLerneinheit 1 von 7

Versuch mit dem Solarmodul

Diskussion

Die maximale Leistung kann aus der Leistungskurve abgelesen werden. Der Punkt mit maximaler Leistung wird MPP (Maximum Power Point) genannt. In der Strom-Spannungs-Kennlinie beschreibt der MPP die größtmögliche Rechteckfläche, die zwischen den Koordinatenachsen (U und I) und der einschließenden Kennlinie aufgespannt werden kann. Der Widerstand R MPP , bei dem die abgegebene Leistung maximal ist, lässt sich aus folgender Gleichung ermitteln:

R MPP = U MPP I MPP

Allgemeine Messungenauigkeiten

Die Wirkungsgrade polykristalliner Solarzellen liegen zwischen 14-16 %. Der ermittelte Wirkungsgrad liegt mit 11,6 % etwas darunter. Die Ursachen dafür sind in Messfehlern und Ungenauigkeiten bei der Ermittlung der eingestrahlten Lichtleistung zu finden. comment ist im inline-mode noch nicht implementiert.Standardabweichung

Verlustprozesse einzelner Solarzellen

Der Wirkungsgrad der Solarzelle wird durch folgende Verlustprozesse begrenzt: Es können nicht alle Photonen, die auf die Solarzelle treffen, in Ladungsträger umgewandelt werden. Ein Teil des Lichts wird bereits an der Solarzellenoberfläche reflektiert. Außerdem kommt es durch die metallischen Kontakte zu Abschattungen. Durch die mangelnde Übereinstimmung von Photonenenergie und Energielücke bleibt mehr als die Hälfte der eingestrahlten Energie ungenutzt. Weiterhin kommt es zur Rekombination von Ladungsträgern (Elektronen werden wieder atomar gebunden) und elektrischen Verlusten an internen Widerständen (ohmsche Verluste im Halbleitermaterial) der Solarzelle und ihrer Kontakte.

Verringerter Wirkungsgrad durch modularen Aufbau

Weiterhin ist der Wirkungsgrad von Solarmodulen (Modul: mehrere hintereinander geschaltete Solarzellen) geringer als der Wirkungsgrad der einzelnen Solarzelle. Dies hat seine Ursache in Anpassungsverlusten, die dadurch entstehen, dass nicht alle Solarzellen exakt die gleichen Eigenschaften haben. Werden die Solarzellen in Reihe zu einem Modul verschaltet, besitzen nicht alle den gleichen Maximum Power Point.

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