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Glossar
Seite 41
Der theoretisch zu erwartende Wert des Serieninnenwiderstands R
lässt sich berechnen. Dies können Sie z.B.
s
mit der Software PVPMdisp ausführen, wenn Sie die STC-Kennwerte U
, I
, U
und I
des Moduls kennen.
oc
sc
Mpp
Mpp
Den berechneten R
können Sie nun mit dem gemessenen Wert vergleichen, den ein PVPM-Messgerät nach
s
der Kennlinienmessung ausgibt. Ist der gemessene Wert zu hoch, muss die Verkabelung auf Bruch, Korrosion,
Verbindungsfehler oder Minderdimensionierung geprüft werden.
Solarkonstante
Bezeichnet die senkrecht auf eine Fläche außerhalb der Atmosphäre treffende Solarstrahlung. s = 1,37 kW / m
2
.
Im Weltraum ist die Sonnenstrahlung nahezu konstant; auf der Erde schwankt sie im Laufe der Tages- und
Jahreszeiten und variiert je nach Breitengrad und Witterung. Der maximale Wert auf der Erde liegt zwischen
etwa 0,8 und 1,2 kW/m
2
. Im Jahresmittel beträgt die Sonneneinstrahlung in Deutschland je nach Region
zwischen ca. 850 und 1100 kWh/m
2
.
Sonneneinstrahlung
Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus der Strahlung, die direkt von der Sonne kommt und mehreren indirekten
Anteilen zusammen. Hierzu zählen die Reflexionsstrahlung der Umgebung, besonders stark reflektieren z.B.
Schneeflächen, die Strahlung des blauen Himmels und sonstige diffuse Strahlung. Für die genaue Berechnung
der Energie, die auf eine Fläche trifft, ist der Winkel zwischen Sonnenstrahl und Fläche entscheidend. Dieser
ändert sich je nach Tages- und Jahreszeit. Informationen über die exakte Berechnung bieten verschiedene
Internet-Seiten. Die Einstrahlung wird durch mehrere Faktoren eingeschränkt; selbst bei strahlend blauem
Himmel kommen nur etwa 90% der gesamten Sonnenenergie an.
Standard-Test-Bedingungen
Standard-Test-Bedingungen oder auch Standard Test Conditions (STC) liegen nach IEC60904-3 vor bei einer
Einstrahlung von 1000W/m
2
, einem Spektrum entsprechend AM=1,5 sowie einer Modultemperatur von 25°C.
Strom-Spannungs-Kennlinie
Die Strom-Spannungs-Kennlinie eines PV-Generators zeigt verschiedene Eigenschaften und Probleme des
Generators und ist Grundlage einiger wesentlicher Kennwerte. So zeigen sich einerseits z.B. Teilabschattung als
Diffus- oder Schlagschatten ebenso in der Kennlinie wie ein hoher Serieninnenwiderstand oder möglicherweise
auch z.B. fehlende oder falsch montierte Bypass-Dioden. Das
Erkennen dieser Einzelheiten setzt zum Teil etwas Erfahrung in der
Interpretation der Kennlinien und grundlegendes Wissen über die
(Halbleiter-)Physik der PV-Zelle voraus.
Neben dem Kurzschluss-Strom I
, der Leerlauf-Spannung U
,
sc
oc
Strom und Spannung im Punkt maximaler Leistung (MPP) I
und
pmax
U
ergibt sich aus diesen Daten auch der Füllfaktor als Verhältnis
pmax
von I
*U
/(I
*U
).
sc
oc
pmax
pmax
Darüber hinaus ist die Kennlinie die Grundlage für die Berechnung
der effektiven Solarzellenkennlinie, anhand derer dann die Peakleistung und der Serieninnenwiderstand
berechnet werden können.
Vier-Leiter-Messung (Kelvin-Messung)
Wenn ein elektrischer Leiter von Strom durchflossen wird, fällt
+
durch den spezifischen Widerstand die Spannung ab. Bekannt ist
A
dieser Zusammenhang als Ohmsches Gesetzt (R=U/I). Die
Spannung am Ende der Leitung ist nicht mehr so hoch wie am
V
Anfang der Leitung (dem Messpunkt). Um nun doch die exakte
Spannung am Messpunkt erfassen zu können, greift man zur Vier-
R
Leiter-Methode: hier fließt der Strom durch zwei Leiter (Plus und
L
-
Minus) und eine niederohmige Last, hierbei fällt natürlich Spannung
ab. Es werden nun zwei weitere Leiter am Messpunkt mit den
Stromleitern verbunden und an ein hochohmiges Messgerät angeschlossen. Da hier nahezu kein Strom fließt,
fällt im Leiter auch keine Spannung ab: die gemessene Spannung entspricht genau der Spannung am
Messpunkt.
Wirkungsgrad
Allg.: Verhältnis der nutzbaren zur eingesetzten Energie. Zur Illustration: Herkömmliche Glühbirnen verwandeln
etwa 3 - 4 % der eingesetzten Energie in Licht, Photovoltaikanlagen bzw. Solarzellen erreichen derzeit einen
Wirkungsgrad von 11 - 17 %, thermische Solaranlagen können zwischen 25 und 40 % der Sonnenstrahlung
umwandeln.
PVPM1000CX
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