Was ist eine Solarzelle?

Transkript

1 Unsere Solaranlage

2 Was ist eine Solarzelle? Eine Solarzelle oder photovoltaische Zelle ist ein elektrisches Bauelement, das kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt. Die Anwendung der Solarzelle ist die Photovoltaik. Die physikalische Grundlage der Umwandlung ist der photovoltaische Effekt, der ein Sonderfall des inneren photoelektrischen Effekts ist. Solarzellen unterscheiden sich dadurch grundsätzlich von anderen Arten der regenerativen Elektrizitätserzeugung, bei denen lediglich die Antriebsenergie für den Generator nichtkonventionell erzeugt wird. Manchmal werden auch Elemente eines Sonnenkollektors als Solarzelle bezeichnet. Sie erzeugen aber keinen elektrischen Strom, sondern Prozesswärme und ersetzen beispielsweise Warmwasser-Boiler.

3 Solarmodultypenübersicht Monokristalline Zellen werden aus so genannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben) hergestellt, wie sie auch für die Halbleiterherstellung verwendet werden. Sie sind verhältnismäßig teuer in der Herstellung, da die Scheiben aus einem synthetisch gezogenem Einkristall aus reinem Silizium gesägt werden. Silizium-Einkristall zur Waferherstellung, hergestellt nach dem Czochralski-Verfahren

4 ALEO S17: Monokristallin Modulgröße: ca. 160cm x 80cm Leistung: 175 Wp 24 Module sind verbaut Gesamtleistung 4,2 kwp Flächenverbrauch ca. 30,7 m² Rendite 2011/12: 10 %

5 SunPower 318: Monokristallin Modulgröße: ca. 160cm x 105cm Leistung pro Modul: 318 Wp 16 Module sind installiert mit einer Gesamtleistung von 4,2 kwp Flächenverbrauch ca. 26,9 m² Rendite 2011/12: 9 %

6 Solarmodultypenübersicht Polykristalline Zellen bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung aufweisen. Sie können z.b. durch Gießverfahren hergestellt werden und sind preiswerter und in Photovoltaikanlagen am meisten verbreitet. Das Hintergrundbild zeigt ein Solarmodul aus polykristallinem Silizium. Polykristallines Silizium

7 Schott Protect POLY 175: Polykristallin Modulgröße: ca. 135cm x 100cm Leistung: 175 Wp 24 Module sind installiert mit einer Gesamtleistung von 4,2 kwp Flächenverbrauch ca. 32,4 m² Rendite 2011/12: 12%

8 ALEO S16: Polykristallin Modulgröße: ca. 160cm x 80cm Leistung: 175 Wp 24 Module sind installiert mit einer Gesamtleistung von 4,2 kwp Flächenverbrauch ca. 30,7 m² Rendite 2011/12: 10 %

9 Solarmodultypenübersicht Dünnschicht-Solarzellen, auch als Amorphe Solarzellen bezeichnet, bestehen aus einer dünnen, nichtkristallinen (amorphen) Siliziumschicht und werden daher auch als Dünnschichtzellen bezeichnet. Sie können etwa durch Aufdampfen z.b. auf Glasscheiben hergestellt werden und sind preiswert, haben im Sonnenlicht aber einen nur geringen Wirkungsgrad, bieten jedoch Vorteile bei wenig Licht, Streulicht und bei hoher Betriebstemperatur. Zu finden sind die amorphen Zellen beispielsweise auf Taschenrechnern.

10 Würth Solar WSG0036E075: Gene-CIS-Modul (Dünnschicht-Solarmodul) Modulgröße: ca. 120cm x 60cm Leistung: 175 Wp 56 Module sind verbaut mit einer Gesamtleistung von 4,2 kwp Flächenverbrauch ca. 40,3 m² Rendite 2011/12: 8 %

11 Solarmodultypenübersicht Tandem-Solarzellen sind übereinander geschichtete Solarzellen, meist eine Kombination von polykristallinen und amorphen Zellen. Die einzelnen Schichten bestehen aus unterschiedlichem Material und sind so auf einen anderen Wellenlängenbereich des Lichtes abgestimmt. Die zuoberst angeordneten Zellen absorbieren nur einen Teil des Lichtspektrums, der Rest kann durchtreten und von der darunter angeordneten Schicht verwertet werden. Durch ein breiteres Ausnützen des Lichtspektrums der Sonne haben diese Zellen einen besseren Wirkungsgrad als einfache Solarzellen. Sie werden teilweise bei Photovoltaikanlagen verwendet, sind jedoch noch relativ teuer. Eine derartige Solarzelle wurde nicht verbaut.

12

13 Auswertung der Module