Glossar Photovoltaik

Photovoltaik verständlich!


 

AC
Ist die Bezeichnung für Wechselstrom


Akkumulator (auch „Akku" oder Solarbatterie)
Wird zur Speicherung von Solarstrom bei eigenständigen Energieversorgungssystemen eingesetzt.


Ampere (Abkürzung: A)
Maßeinheit der elektrischen Stromstärke


 

Brücke
Schaltung zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Eine Brücke besteht aus Transistoren, Kapazitäten und Induktivitäten.


 

DC
Bezeichnung für Gleichstrom (siehe „Gleichstrom").


Dotierung
Die Dotierung dient der gezielten Verunreinigung von Halbleitern, um die elektrische Leitfähigkeit für positive Ladungen (p-dotiert) oder negative Ladungen (n-dotiert) zu verbessern. Dazu werden Fremdatome in das Material eingebaut.


Dünnschichtzellen
Dünnschichtzellen sind etwa hundertmal dünner als kristalline Siliziumzellen. Die photoaktiven Halbleiter werden als dünne Schichten auf Glas, aber auch auf Metall- oder Kunststofffolien aufgebracht. Als Zellenmaterial wird amorphes Silizium, Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Cadmiumtellurid (CdTe) eingesetzt.


 

Erneuerbare Energien Gesetz (Abkürzung: EEG)
Das EEG schreibt den Netzbetreibern vor, Strom aus erneuerbaren Energien bevorzugt aufzunehmen und dafür einen Mindestpreis je kWh zu bezahlen. Die Höhe der Einspeisevergütung wird jedes Jahr reduziert, um Druck auf den Markt auszuüben und die Investitionskosten zu senken.


Einspeisevergütung
Für die Lieferung von regenerativ erzeugtem elektrischem Strom in das öffentliche Stromnetz erhält der Anlagenbetreiber eine Einspeisevergütung, die in Deutschland nach dem Erneuerbare Energien Gesetz geregelt ist.


Energieertrag
Der Energieertrag ist die von einer Photovoltaik Anlage in einem bestimmten Zeitraum produzierte elektrische Energie, die in Kilowattstunden pro Jahr (kWh/a) angegeben wird.


ENS
Teil einer „Selbsttätigen Freischaltstelle für Energieerzeugungsanlagen". Eine aus Sicherheitsgründen vorgeschriebene Vorrichtung, die ein weiteres Einspeisen von Solarenergie in ein externes Netz verhindert, wenn das öffentliche Versorgungsnetz ausgefallen sein sollte.


 

Gleichstrom (engl. Direct Current | Abkürzung: DC)
Elektrischer Strom, bei dem sich die Elektronen nur in eine Richtung bewegen. Gleichstrom wird z.B. von Batterien und Solarmodulen abgegeben.


Globalstrahlung
Als Globalstrahlung bezeichnet man die gesamte auf eine horizontale Fläche auftreffende Strahlung. Sie setzt sich aus der direkten und der diffusen Strahlung zusammen. Bei klarem Himmel besteht die Globalstrahlung fast nur aus direkter, bei bewölktem Himmel ausschließlich aus diffuser Strahlung.


 

Halbleiter
Halbleiter sind Stoffe, die erst ab einer bestimmten Temperatur oder Lichtzufuhr leitfähig werden. Die Möglichkeit, die Leitfähigkeit eines Halbleiters durch Dotierung zu verändern, macht ihn für elektronische Bauelemente interessant. In Halbleitern ist eine Umwandlung der solaren Strahlungsenergie in elektrischen Strom möglich.


 

Inselanlage
Bei Inselanlagen findet keine Netzanbindung statt. Deshalb braucht man, wenn kein Wechselstrom benötigt wird, keinen Wechselrichter zur Umwandlung in Netz-Wechselstrom (230 V/ 50Hz), sondern nutzt den Gleichstrom direkt. Soll unabhängig vom Sonnenschein Energie zur Verfügung stehen, übernehmen z.B. Akkus die Speicherung. Normale Haushaltsgeräte können nur über einen Inselwechselrichter angeschlossen werden.


 

Kilowattstunde (Abkürzung: kWh)
Die kWh ist eine Einheit für Energie. Eine kWh beschreibt eine Leistung von 1.000 Watt über den Zeitraum von einer Stunde: 1 kWh = 1.000 Wh = 3.600 kJ.


Kilowattpeak (peak = engl. für Spitze | Abkürzung: kWp)
Die Einheit kWp beschreibt die Spitzenleistung einer Solarzelle oder eines Moduls. Die Spitzenleistung entspricht der „Maximum Power Point"-Leistung unter Standardtestbedingungen.


 

Laminat
Verschweißter Verbund aus Solarzellen und Kunststofffolien, der auf eine Glasscheibe auflaminiert ist. Die Bezeichnung wird auch für rahmenlose Solarmodule genutzt.


Leistung
Leistung ist die pro Zeiteinheit verbrauchte oder zur Verfügung gestellte Energie. Ihre Einheit ist Watt (W) oder Kilowatt (kW): 1 kW = 1.000 W.


 

Maximum Power Point (Abkürzung: MPP)
Die Strom-Spannungskennlinie beschreibt alle möglichen Betriebszustände einer Solarzelle oder eines Moduls. Dabei gibt es genau einen Punkt, an dem die Leistung (= Strom x Spannung) einen Spitzenwert erreicht. Dieser Punkt heißt MPP. Je nach Einstrahlung und Temperatur schwankt die Spannung, bei der die maximale Leistung abgegeben wird.
Der MPP bezeichnet auch den Betriebspunkt (Strom/Spannung) des PV-Generators, in dem dieser unter den jeweiligen Bedingungen die höchstmögliche Leistung abgibt. Die Lage des MPP verändert sich ständig, z.B. in Abhängigkeit von der Einstrahlung und der Temperatur.


MPP-Tracker
Vorrichtung, die Strom und Spannung des PV-Generators so einstellt, dass dieser in seinem „Maximum Power Point" betrieben wird.


Montage
Photovoltaikanlagen können fast auf jedem Dach montiert werden. Dank Gestellen zur Aufständerung sind auch Flachdächer kein Hindernis. Bei Schrägdächern hat man die Möglichkeit, eine Aufdach- oder Indachmontage vorzunehmen. Außerdem können Anlagen in Fassaden und Gebäude integriert werden (Gebäudeintegrierte Photovoltaik | Abkürzung: GIPV). Eine Aufstellung auf dem Boden ist auch möglich, entweder mit festen Gestellen oder mit Nachführsystemen.


 

Neigungswinkel
Der Neigungswinkel beschreibt den Winkel zwischen dem Solarmodul und der Horizontalen. Der optimale Neigungswinkel für PV-Anlagen ist abhängig vom Breitengrad.


Netzkopplung
Anschluss von dezentralen Stromerzeugern, wie z.B. Solarstromanlagen, an das öffentliche Stromversorgungsnetz, um die erzeugte Energie einzuspeisen.


 

Photovoltaik (Abkürzung: PV)
Das Wort Photovoltaik ist eine Zusammensetzung aus dem griechischen Wort „Photo" für Licht und dem Namen des Physikers Alessandro Volta, nach dem die Maßeinheit der elektrischen Spannung benannt ist. Es bezeichnet die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen.


 

Silizium
Silizium (Si) ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erde. Es wird durch chemische Behandlung aus Quarzsand gewonnen, gereinigt und in der Elektronik-Industrie sowie zur Herstellung von Solarzellen verwendet. Noch verwendet die Solarindustrie dafür Abfälle aus der Produktion der Elektronikindustrie. Das dort eingesetzte Material ist hoch gereinigt, für die Herstellung von Solarzellen dagegen genügt Silizium mit geringerer Qualität. Um sich von eventuellen Materialknappheiten und den damit verbundenen Preiserhöhungen unabhängig zu machen, arbeitet die Solarindustrie derzeit am Aufbau einer eigenen Siliziumproduktion.


Silizium, amorph (amorph = griechisch für gestaltlos)
Amorphes Silizium wird als aktives Material in Dünnschichtsolarzellen verwendet. Anders als bei monokristallinem oder polykristallinem Silizium sind die Atome nicht in einem regelmäßigen Kristallgitter angeordnet, sondern unregelmäßig ohne feste Struktur. Amorphe Siliziumzellen werden auf Glas oder auf einer Metallfolie als Trägermaterial meist in mehreren Schichten aufgedampft.


Silizium, monokristallin (Einkristallines Silizium)
Solarzellen aus monokristallinem Silizium bestehen aus einem einzigen Kristall. Kennzeichen von Kristallen sind die in einem regelmäßigen Gitter angeordneten Atome.
Silizium, polykristallin
Das Material bildet bei der Herstellung viele einzelne Kristalle. Durch die unterschiedliche Reflexion des Lichts lassen sich die einzelnen Kristalle an der Oberfläche gut als „Eisblumenstruktur" erkennen.


Solarmodul
Ein Solarmodul besteht aus mehreren miteinander verschalteten Solarzellen. Zwischen zwei Glasscheiben oder zwischen Glas und Rückseitenfolie sind die Zellen witterungsbeständig und mechanisch stabil verkapselt. Solarmodule werden mit oder ohne Metallrahmen angeboten.


Solarzelle
Solarzellen sind die kleinste Einheit der PV-Anlage. Es handelt sich um ein elektronisches Bauteil, das bei Bestrahlung mit Sonnenlicht elektrische Energie liefert. Da die elektrische Spannung einer einzelnen Solarzelle sehr niedrig ist (ca. 0,5 V), werden mehrere Solarzellen zu Solarmodulen zusammengefasst. Das derzeit am häufigsten eingesetzte Material ist Silizium, das wiederum verschiedenartig aufbereitet eingesetzt wird (monokristallin, polykristallin).


Spannung (Abkürzung: U)
Zwischen zwei Punkten mit unterschiedlicher elektrischer Ladung (z. B. Plus- und Minuspol bei einer Batterie) besteht eine Potenzialdifferenz, die elektrische Spannung. Ihre Maßeinheit ist Volt.
Standardtestbedingungen (engl. Standard Test Conditions | Abkürzung: STC)
Um verschiedene Zellen oder auch PV-Module miteinander zu vergleichen, wurden zur Messung der elektrischen Daten einheitliche Laborbedingungen festgelegt. Diese Standardtestbedingungen beziehen sich auf eine Einstrahlung von 1.000 W/m², eine Zelltemperatur von 25 °C sowie ein Spektrum von AM 1,5.


Strang (engl. String)
Eine Reihenschaltung aus mehreren Solarzellen oder Solarmodulen wird als Strang oder mit dem englischen Begriff als String bezeichnet.


Strom (Abkürzung: I)
Bezeichnung für den Fluss elektrischer Ladungen in einem Leiter. Die Maßeinheit für den Strom ist Ampere.


 

Verschattung
Es gibt verschiedene Arten von Verschattung auf Solaranlagen. Zeitweise Verschattungen durch Laub, Schnee, Vogelexkremente, Staub und ähnliches werden in der Regel durch die Selbstreinigung der Module (durch abfließendes Regenwasser) beseitigt. Problematischer als Teilverschattungen durch Verunreinigungen sind standortbedingte Verschattungen, insbesondere Schatten, die auf Dächern durch Schornsteine, benachbarte Gebäude, Bäume oder Antennen verursacht werden. Selbst kleinste Schatten können zu erheblichen Leistungseinbußen führen, da die schwächste Solarzelle die Stromstärke vorgibt. Ist diese beschattet, sinkt folglich die Gesamtleistung der Anlage drastisch ab. So kann bereits ein Antennenschatten die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage um 10 bis 50 Prozent senken. Durch eine optimale Anordnung der Module und entsprechende Verschaltung können Ertragseinbußen vermindert werden.


Volt (Abkürzung: V)
Maßeinheit für die elektrische Spannung.

 


 

Watt (Abkürzung W)
Maßeinheit für die Leistung. Für Solarzellen und Solarmodule wird meist die Spitzenleistung in Wattpeak (Wp) oder Kilowattpeak (kWp) angegeben.


Wechselrichter
Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird vom Wechselrichter (auch Netzeinspeisegerät oder NEG genannt) in Wechselstrom umgeformt. Der Wechselrichter ist das Bindeglied zwischen den Solarmodulen, die Gleichstrom produzieren und dem Stromnetz. Außerdem speichert dieses Gerät Betriebsdaten und überwacht den Netzanschluss der Photovoltaikanlage. Werden mehrere Photovoltaikmodule zu einem Strang zusammengefasst und über einen Wechselrichter geführt, dann heißen diese Strangwechselrichter.


Wechselstrom (engl. Alternating Current | Abkürzung: AC)
Elektrischer Strom, der ständig seine Richtung ändert. Üblicher Hausstrom wechselt seine Richtung 100 Mal pro Sekunde (50 Hz) und hat eine Nennspannung von 230 V. Die Spannung verläuft sinusförmig.


Wirkungsgrad
Bei jeder Energieumwandlung treten Verluste auf. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle oder eines Solarmoduls beschreibt, welcher Anteil der Sonneneinstrahlung, der auf die Zelle oder das Modul fällt, in elektrische Leistung umgesetzt wird.

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