Solarfachwissen

Abschattung

Direkte Sonnenstrahlung wird durch Gegenstände, z.B. Kamine, Bäume oder Antennen gemindert. Der dadurch entstehende Schattenwurf führt zu Ertragseinbußen der Solarstromanlage. Durch Leistungsoptimierer können die Erträge trotz Abschattung attraktiv sein.

AM

Abk. engl. air mass, Maß für Dicke der Luftmasse. Die Luftmasse beeinflusst die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts, welche die Erdoberfläche (Erdatmosphäre) erreicht. In Mitteleuropa beträgt die air mass im Schnitt 1,5.

Amorphes Silizium

Atome in amorphem Material sind unregelmäßig angeordnet (amorph: griech. gestaltlos). Wegen der Schichtdicken von nur 0.5 µm ist die Produktion mittels der Dünnschichttechnologie besonders kostengünstig.

Amorphe Solarzellen

Solarzelle aus amorphem Silizium. Wird mit Hilfe der Dünnschichttechnik hergestellt.

Amortisationszeit

Zeit, in der eine Solarstromanlage durch Stromerzeugung die Investitionskosten wieder einspielt. Die Amortisationszeit ist abhängig von dem Eigenverbrauchsanteil, der Einspeisevergütung und deren Laufzeit, den Investitionskosten sowie dem Jahresenergieertrag der Anlage. Nicht zu verwechseln mit der Energierücklaufzeit.

Antireflexschicht

Wenige Millionstel Millimeter dünne, transparente Schicht, die Reflexionsverluste minimiert. Licht, das von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert wird, kann nicht absorbiert werden und trägt somit nicht zur Stromerzeugung bei. Die Antireflexschicht erhöht bei Solarzellen also die Lichtausbeute und somit den Wirkungsgrad.

Alexandre-Edmond Becquerel

Franz. Physiker, entdeckte im Jahre 1839 den photovoltaischen Effekt: Bei Bestrahlung einer Silberelektrode in einem Elektrolyt tritt eine elektrische Spannung auf. Photovoltaik.

Bypass Diode

Parallel zu einem Zellenstrang geschaltete Diode, die bei Abschattung einzelner Solarzellen (in einer Reihenschaltung) den Strom der übrigen Stränge an dieser vorbeileitet.

COM-Card (Netzwerkkarte)

Kommunikations-Verbindung zwischen Wechselrichtern untereinander einschließlich Datenlogger.

Datenlogger

Daten aus dem Wechselrichter und die Ertragswerte von Solarstromanlagen werden auf einem Datenlogger über längere Zeiträume aufgezeichnet.

Degradation

Dieser Effekt tritt bei amorphen Silizium-Solarzellen auf. Nach etwa 1.000 Sonnenstunden stabilisiert sich die Leistung dann im Bereich der vom Hersteller angegeben Nennleistung

Diffuse Strahlung

Sie tritt auf, wenn die direkte Solarstrahlung an Wolken und Atmosphärenpartikeln gestreut wird. Es handelt sich also um Strahlung, die keine definierte Richtung von der Sonne auf den Beobachtungspunkt auf der Erdoberfläche aufweist. direkte Strahlung.

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Sie tritt auf, wenn die direkte Solarstrahlung an Wolken und Atmosphärenpartikeln gestreut wird. Es handelt sich also um Strahlung, die keine definierte Richtung von der Sonne auf den Beobachtungspunkt auf der Erdoberfläche aufweist. direkte Strahlung.

 
 

 

Direkte Strahlung

Sonneneinstrahlung, die auf direktem Weg von der Sonne die Erdoberfläche erreicht. Zur direkten Sonneneinstrahlung addiert sich die diffuse Strahlung.

Dünnschichtsolarzelle

Bezeichnung für dünne Solarzellen, Herstellungsprozess erfolgt ohne Wafer (kristallines Silizium). Dieser Prozess kann mit erheblich geringerem Energieaufwand durchgeführt werden.

EEG Abkürzung

Abk. für Erneuerbare-Energien-Gesetz

Effizienz

Wirkungsgrad der Solaranlage

Einkristall

Zeichnet sich durch eine völlig regelmäßige Anordnung der Atome aus, die sich über den gesamten Materialblock erstreckt. Wirkungsgrade monokristalliner Solarzellen sind höher als die mit polykristallinem Silizium.

Energierücklaufzeit

Die Zeit, die eine Solarstromanlage braucht, um die bei der Herstellung benötigte Energie zu erzeugen.

ENS Abkürzung

Abk. für Einrichtung zur Netzüberwachung mit jeweils zugeordnetem Schaltorgan

EVU Abkürzung

Abk. für Energieversorgungsunternehmen

Globalstrahlung

Gesamte Strahlungsenergie der Sonne, die pro Zeiteinheit auf eine horizontale Fläche auf der Erdoberfläche fällt. Die globale Einstrahlung setzt sich aus diffuser Strahlung und direkter Strahlung zusammen. Sie beträgt etwa 1.000 W/m² bei einem senkrechten Einfall der Sonnenstrahlen. Berücksichtigt man die geographische Lage und die unterschiedliche Zahl der Sonnenstunden im Jahr, so beträgt die jährlich eingestrahlte Energie pro Jahr in Deutschland etwa 1.000 kWh/m2, am Äquator 2.200 kWh/m².

Hot Spot

Entsteht bei Abschattung einer einzelnen Solarzelle. In einem Modul sind mehrere Zellen zu einem Modulstring in Reihe verschaltet. Eine verschaltete Zelle verhält sich wie ein elektrischer Widerstand und kann sich, wenn der Strom der übrigen Zellen hindurchfließt, bis zur Zerstörung erhitzen. Um dies zu vermeiden, werden Bypass-Dioden parallel zu den Zellen geschaltet.

Hinterlüftung

Bei ausreichender Hinterlüftung bleibt die Temperatur der Solarmodule am geringsten und damit deren Wirkungsgrad am höchsten.

I-U-Kennlinie

Strom(I)-Spannungs(U)-Kennlinie, stellt das charakteristische Verhalten einer Solarzelle dar. Dabei wird der Solarzellenstrom über der angelegten Spannung aufgetragen.

Inselsystem

Solarstromsystem, das ohne Netzkopplung zur Energieversorgung eines isoliert gelegenen Verbrauchers beiträgt, z.B. in den Bergen oder in ländlichen Gegenden. 

 

 

Maximum Power Point

(Abk. MPP) engl. für Punkt maximaler Leistung. An diesem Punkt der I-U-Kennlinie einer Solarzelle kann die maximale Leistung entnommen werden. Durch MPP-Tracking kann dieser Punkt in jedem Betriebszustand gefunden und eingestellt werden.

Monokristallines Silizium

Bezeichnung für Silizium, das in Form von Einkristallen vorliegt.

MPP-Tracking

Nachregeln der Leistungsentnahme, so dass eine Solaranlage ständig am Maximum Power Point betrieben wird. Dies vermeidet elektrische Leistungsverluste. Gehört zur Ausstattung eines Ladereglers und eines Wechselrichters.

Modulwirkungsgrad

Verhältnis der abgegebenen Energie zur eingestrahlten Energie, bezogen auf die Modulfläche. Achtung: Ein hoher Modulwirkungsgrad kann durch geringe Abstände der Zellen vom Rand entstehen (Verschmutzungsgefahr).

Nachführung

Spezielles Halterungssystem, bei dem die Ausrichtung der Solarmodule ständig dem aktuellen Sonnenstand nachgeführt wird, so dass die Sonnenstrahlung senkrecht auf die Solarzelle fällt.

Neigungswinkel

Winkel zwischen der Solarzelle und der Horizontalen/Waagerechten. Je nach Breitengrad des Aufstellungsortes der Solarstromanlage gibt es einen unterschiedlichen optimalen Neigungswinkel.

Nennleistung

Maximal mögliche Leistungsabgabe eines Moduls, gemessen bei Standard Test Conditions (STC). Wird in Einheiten von Watt-peak (Abk. Wp) gemessen.

Netzkopplung

Anschluss der Solarstromanlage über einen Wechselrichter an das Netz des Stromversorgers zwecks der Einspeisung des photovoltaisch erzeugten Stroms.

Performance Ratio

Bewertungskriterium für Solarstromanlagen, welches unabhängig von der Ausrichtung der Solarstromanlage und der Globalstrahlung ist. Performance Ratio ist definiert als das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Ertrag der Solarstrom-Anlage und dem theoretisch möglichen Energieertrag.

Photovoltaisches Prinzip

Beschreibt die Entstehung einer elektrischen Spannung in einem Halbleiter, einem Farbstoffmolekül o.ä., wenn bei Einstrahlung von Licht Ladungsträger angeregt werden. Extrahiert man die Ladungsträger, so kann man elektrische Energie in Form von Strom gewinnen. Das p.P. wurde von Becquerel entdeckt.

Poly-/Multikristallines Silizium

Besteht aus kleinen zusammenhängenden Kristallen, die eine Größe von einigen Millimetern bis Zentimetern haben. Dadurch ist eine einfachere Herstellung gegenüber monokristallinem Silizium möglich.

Photovoltaik

(Abk. PV) ist die Technik, mit deren Hilfe Sonnenenergie durch Solarzellen in elektrische Energie (Strom) umgewandelt wird.

 

Reflexionsverluste

Licht, das von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert wird und damit nicht mehr zur Stromerzeugung beitragen kann. Dagegen hilft eine Antireflexschicht.

Silizium

Chemisches Element, das vier Bindungen mit Nachbar-Atomen eingehen kann. Silizium ist der Halbleiter, der bisher für die Halbleiterindustrie und die Photovoltaik die wichtigste Rolle spielt. Der Rohstoff Siliziumdioxid (Sand) kann zu monokristallinem, polykristallinem oder amorphem Silizium verarbeitet werden.

Sonnenkollektor

Wandelt absorbiertes Sonnenlicht direkt in Wärme um. Diese wird durch eine Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität (z. B. Wasser oder Öl) aufgenommen, transportiert, und in einen Wärmetauscher abgegeben.

Standard Test Conditions

(Abk. STC) engl. für Standard Test Bedingungen. Messung der maximalen Nennleistung eines Solarmoduls unter einem AM 1.5-Sonnenspektrum bei einer Zellentemperatur von 25°C und einer Einstrahlung von 1000 W/m².

String

Bezeichnung für mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen eines Moduls.

TAB

Abk. für Technische Anschlussbedingungen

VDEW Abkürzung

Verband der Elektrizitätswirtschaft

Watt Peak

„Peak“ ist Englisch für „Spitze“ und bezeichnet die Nennleistung der Module unter Standard-Testbedingungen. Festgelegt sind diese mit 1.000 Watt Einstrahlungsleistung auf einem m² Fläche, Temperatur der Zelle 25ºC und AM = 1,5. Letzteres heißt, dass der Sonnenstrahl auf seinem Weg das 1,5-fache der Atmosphärendicke (AM = Air mass) der Erde durchdringt. All diese Bedingungen sind real selten; die reale Leistung weicht also von den Nennwerten ab.

Wechselrichter

Wandelt den Gleichstrom der Solarzellen in netzfähigen Wechselstrom um. Der Wechselrichter entnimmt der Solarstrom-Anlage die Leistung am Maximum Power Point.

Wirkungsgrad

Verhältnis der abgegebenen zur eingebrachten Energie.

Zellenwirkungsgrad

Verhältnis der abgegebenen Energie zur eingestrahlten Energie bezogen auf die Fläche einer Zelle.