Solare Energieversorgung - Photovoltaik. Information zur Solarzelle Neutraler Gegenstand Positive Ladung Negative Ladung

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1 1 Solare Energieversorgung Photovoltaik Information zur Solarzelle STM BLK Hart gearbeitet Grundbegriffe zur Elektrizität Alle Gegenstände bestehen aus positiver und negativer Elektrizität. Überwiegt die negative Elektrizität, so ist der Gegenstand negativ geladen. Überwiegt die positive Elektrizität, so ist der Körper positiv geladen. Sind beide Elektrizitätsarten gleich stark, so ist der Gegenstand neutral. Neutraler Gegenstand Positive Ladung Negative Ladung Zwischen zwei Anschlüssen liegt eine elektrische Spannung, wenn ein Ladungsunterschied besteht. Beispiel Solarzelle: Jeder Lichtblitz erzeugt ein Paar von positiver und negativer beweglicher Ladung. Diese Ladungen werden durch die im Inneren geladene Solarzelle voneinander getrennt. Sie bewegen sich zu den äußeren Anschlüssen und erzeugen so den Pluspol und den Minuspol (siehe Bild). Hinweis: Ungleichartige Ladungen sich an ( ), gleichartige Ladungen stoßen sich ab ( oder ). Minuspol Pluspol Spannung U in Volt V Rückseitenkontakt Kontaktfinger Positiv geladener Bereich Negativ geladener Bereich

2 2 Solare Energieversorgung Photovoltaik Solarzellen im praktischen Betrieb STM BLK Hart gearbeitet Solarzelle mit Verbraucher Wenn Licht auf eine Solarzelle fällt, so entsteht zwischen den beiden Anschlüssen der Zell eine elektrische Spannung. Die Solarzelle ist ein Solargenerator. Die Wirkungsweise beruht auf dem Photoeffekt, daher heißt die Technik mit Solarzellen auch Photovoltaik ( Volt durch Photolicht ). Wird ein Verbraucher an die Solarzelle angeschlossen, so fließt ein elektrischer Strom. Die Ladungen bewegen sich jetzt in einem Kreislauf und treiben zum Beispiel einen Motor an. Aus umweltfreundlicher Solarenergie wird elektrische Energie, aus elekrischer Energie wird mechanisch nutzbare Bewegungsenergie. Minuspol Pluspol Symbol einer Solarzelle: Reihenschaltung von Solarzellen: Die Spannungen der einzelnen Zellen werden addiert. Eine Anwendung stellt die Reihenschaltung von 36 Zellen in einem Solarmodul dar. Parallelschaltung von Solarzellen: Die Ströme in den einzelnen Zellen addieren sich zu einer Gesamtstromstärke.

3 3 Solare Energieversorgung Photovoltaik STM BLK Hart gearbeitet Infos zu Mehrere Solarzellen werden zu einem Solarmodul zusammengeschaltet. Mehrere Solarmodule (PVModule) bilden den Teil einer Photovoltaikanlage. Die von der Photovoltaikanlage gelieferte elektrische Energie wird (meistens) in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist. Dazu muss der Gleichstrom der Solarmodule in einen Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt ein elektronischer Wechselrichter (Einspeisegerät). Die eingespeiste elektrische Energie wird mit einem Einspeisezähler gemessen und vom Energieversorgungsunternehmen vergütet. Eine Photovoltaikanlage kann zur Zeit in Deutschland wirtschaftlich betrieben werden. Daten, Fakten, Formeln Solarzellen liefern etwa 0,5 Volt elektrische Spannung. Ein Solarmodul liefert zum Beispiel 18 Volt oder 36 Volt. Eine Photovoltaikanlage liefert zum Beispiel 200 Volt. Die Netzspannung beträgt 230 Volt. Die elektrische Leistung ist das Produkt von Spannung mal Stromstärke Leistung = Spannung mal Stromstärke P = U. I 1 Watt = 1 Volt. 1 Ampere = 1 VA Die elektrische Energie (oder Arbeit) ist das Produkt von Leistung mal Zeit. E = P. t 1 Joule = 1 Watt. 1 Sekunde = 1 Ws Für die Umrechnung von Einheiten gilt: 1 Kilowattstunde = Joule 1 kwh = J Beispiel: Eine Solarmodul von einem Quadratmeter liefert in einem Jahr etwa 100 kwh!

4 4 Solare Energieversorgung Photovoltaik STM BLK Hart gearbeitet EINE SOLARE ENERGIEVERSORGUNG FÜR EUROPA Harry Lehmann / Eurosolar Aachen

5 5 Solare Energieversorgung Photovoltaik STM BLK Hart gearbeitet EINE SOLARE ENERGIEVERSORGUNG FÜR EUROPA Harry Lehmann / Eurosolar Aachen

6 6 Solare Energieversorgung Photovoltaik STM BLK Hart gearbeitet

7 7 Solare Energieversorgung Photovoltaik STM BLK Hart gearbeitet