Empfänger der Solarstrahlung, geschwärzt oder mit einer selektiven Beschichtung und mit einem integrierten Rohrsystem versehen. Auf der Oberfläche wird die Strahlung der Sonne in Wärme umgesetzt und an ein Wärmeträgermedium (Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch) übertragen.
Gibt den Anteil der auf eine Fläche treffenden Strahlung an, der in Wärme umgesetzt wird.
Abkürzung für Alternating Current > Wechselstrom
(Abk. a-Si) Atome in amorphem Material sind unregelmäßig angeordnet (amorph: griech. gestaltlos). Wegen des hohen Absorptionsvermögens des a. S. genügen für eine Solarzelle aus diesem Material Schichtdicken von wenigen µm = Dünnschichttechnik
Eine durchsichtige Schicht auf der Oberfläche von Solarzellen zur Verringerung von Reflexionsverlusten. Durch diese spezielle Schicht dringt mehr Licht in die Zelle ein, da die Siliziumoberfläche sonst 30 % des Sonnenlichts wieder reflektieren würde.
Glasfläche eines Kollektors, durch die die Solarstrahlung eintreten kann. Die Aperturfläche ist die Bezugsgröße für den Kollektor-Wirkungsgrad nach DIN 4757 bzw. in EN 12975 .
Bei der Aufdach-Montage werden die Solarmodule mit Hilfe von speziellen Montagesystemen parallel zur Dacheindeckung installiert.
Zur optimalen Ausrichtung sollten die Modulflächen einer PV-Anlage nach Süden ausgerichtet und 30° geneigt sein.
Der Azimutwinkel gibt an, wie viel Grad die Flächen
vom
Thermiekollektor oder Photovoltaikmodul von der exakten
Südausrichtung
abweichen.
Eine PV-Anlage erhöht in der Regel nicht das Risiko eines Blitzeinschlags. Aus Sicherheitsgründen und um Schädigungen vorzubeugen, werden PV-Anlagen jedoch gemäß den Blitzschutznormen errichtet.
Wird eine Solarzelle teilweise oder komplett verschattet, fließ weniger Strom durch sie hindurch.
Durch die Reihenschaltung im Modul heizt sich die abgeschattete Solarzelle auf und kann zerstört werden. Bypass-Dioden dienen dem Schutz von verschatteten Zellen. Ein Solarmodul verfügt je nach Zellenanzahl über ein bis drei Bypass-Dioden.
Als Dachneigung wird der Winkel eines Daches zur Horizontalen bezeichnet. Für eine harmonische Einbindung der PV-Anlage eignen sich Dachneigungen von 20° bis 50°. Durch entsprechende Montagesysteme können die Module auch bei ungünstiger Dachneigung in eine geeignete Position gebracht werden.
Abkürzung für Direct current > Gleichstrom
Die auf der Erdoberfläche empfangene Sonnenstrahlung teilt sich in einen direkten und einen diffusen Anteil auf. Diffuse Strahlung ist all die Strahlung, die nicht auf geometrisch geradlinigem Weg von der Sonne auf den Beobachtungspunkt fällt, sondern z. B. durch die Bestandteile der Atmosphäre gestreut oder reflektiert wurde.
Sonnenstrahlung, die auf direktem Weg von der Sonne die Erdoberfläche erreicht. Zur direkten Solarstrahlung addiert sich die diffuse Strahlung.
Bezeichnung für die Herstellungstechnik von Dünnschichtsolarzellen, die direkt auf ein kostengünstiges Trägermaterial (Glas, Metallfolie, Kunststofffolie) abgeschieden werden. Vorteile der Dünnschichttechnik sind Material- und Energieeinsparungen beim industriellen Herstellungsprozess, die einfache Dotierbarkeit und die Möglichkeit, großflächige Solarzellen mit integrierter Serienverschaltung zu produzieren.
Vergütung für die Einspeisung von regenerativ erzeugtem Strom in das allgemeine Stromversorgungsnetz.
Eine an einer Gebäudefassade angebrachte oder fest in die Fassade integrierte PV-Anlage.
Die auf einem Flachdach installierten PV-Module müssen zur optimalen Energieausbeute mit Hilfe einer Unterkonstruktion in eine Dachneigung von etwa 30° gebracht werden.
Als Freilandaufstellung bezeichnet man eine PV-Anlage die auf einer Freifläche, wie z. Bsp. einem Feld, aufgestellt ist.
Als Generator oder Solargenerator bezeichnet man die Gesamtheit der zusammen geschalteten PV-Module.
Stromfluss ohne Richtungswechsel, wie er z. B. von Batterien oder Photovoltaikmodulen erzeugt wird.
Summe aus direkter Strahlung und diffuser Strahlung auf die
Horizontale. Die Erdatmosphäre verringert die
Strahlungsleistung der
extraterrestrischen Solarstrahlung (Solarkonstante) durch Absorption,
Reflexion und Streuung, so dass sich die Bestrahlungsstärke
auf der
Erdoberfläche in unseren Breiten auf ca. 1.000 W/qm (Sommer,
klarer
Himmel, Mittagszeit) verringert. Das Sonnenenergieangebot schwankt in
Abhängigkeit von meteorologischen Bedingungen und
astronomischen
Gesetzmäßigkeiten (die u. a. den jahreszeitlichen
Verlauf bestimmen).
Die
mittlere Jahressumme der Globalstrahlung auf eine horizontale
Empfangsfläche beträgt z. B. in der Region Hannover
etwa 1.000
kWh/(qm*a). Das entspricht dem Energieinhalt von 100 Litern
Heizöl oder
100 cbm Gas.
Bei der Indach-Montage werden die Module in die Dachhaut integriert. Dazu wird die bestehende Dachhaut entfernt oder bei Neubauten die vorgesehene Modulfläche ausgespart.
Autonomes Photovoltaiksystem, das zur Energieversorgung von abgelegenen (netzfernen) Verbrauchern eingesetzt wird, z. B. in den Bergen oder in ländlichen Regionen
(Abk. kWp) Maß für die Leistungsfähigkeit einer PV-Anlage (1 kWp = 1.000 Wp).
(Abk. kWh) Maßeinheit der Energie (1 kWh = 1.000 Wh).
Elementares Bauteil einer Kollektoranlage, das die Solarstrahlung möglichst effizient in Wärme umwandeln soll. Diese wird durch ein Wärmeträgermedium aufgenommen, transportiert und mittels eines Wärmetauschers an einen Speicher abgegeben. Ein Flachkollektor besteht aus einem gut wärmegedämmten Gehäuse, in dem ein Absorber liegt. Das Gehäuse wird mit einer Scheibe aus Solarglas abgedeckt.
Kreislauf zwischen Kollektor und Speicher einer Kollektoranlage, bestehend aus Kollektor, Verrohrung, Wärmetauscher und Pumpe sowie Sicherheitseinrichtungen.
Diejenige Wärmemenge, die aus dem Kollektorkreis (Solarkreis) an den Solarspeicher abgegeben wird. Meist wird ein spezifischer Kollektorkreisertrag angegeben. Für eine Flachkollektoranlage ist ein jährlicher Kollektorkreisertrag von mehr als 400 kWh/(qm*a) ein gutes Ergebnis; Spitzenergebnisse für Großanlagen liegen oberhalb von 500 kWh/(qm*a).
(Abk. IK) Der Strom, den eine Solarzelle bzw. ein Modul
liefert,
wenn beide Klemmen ohne jeden zusätzlichen Widerstand
verbunden werden
(Kurzschluss).
Wird bei Inselsystemen als Bindeglied zwischen Photovoltaikgenerator und Akkumulator geschaltet. Er regelt und überwacht den Ladevorgang. Weitere Funktionen sind u. a. der Schutz vor Tiefenentladung des Akkumulators
(Abk. UL) Elektrische Spannung einer Solarzelle bzw. eines Moduls, wenn beide Pole nicht miteinander verbunden sind, zwischen ihnen also kein Strom fließt.
Die pro Zeiteinheit verbrauchte oder zur Verfügung
gestellte
Energie. Die Maßeinheit der Leistung ist Watt (W) bzw.
Kilowatt (kW).
1 kW = 1.000 W = 1.000 J/s.
(Abk. MPP) Engl. für Punkt maximaler Leistung. In diesem Arbeitspunkt der I-U-Kennlinie einer Solarzelle bzw. eines Moduls kann die maximale Leistung entnommen werden. Durch MPP-Tracking kann dieser Punkt bei jedem Betriebszustand gefunden und eingestellt werden.
Elektrische Verschaltung von mehreren Solarzellen, die witterungsbeständig, vor Umwelteinflüssen geschützt und elektrisch isoliert eingekapselt sind. Ein Modul bildet die Grundeinheit einer Photovoltaikanlage.
Bezeichnung für Silizium, das in Form von Einkristallen vorliegt.
Aus Mehrfachkristallen bestehend, polykristallines Silizium.
Mit Hilfe einer Nachführanlage wird die Modulfläche einer PV-Anlage im Tagesverlauf gedreht und folgt so dem Stand der Sonne. Die Energieausbeute der Anlage kann damit um etwa 30% erhöht werden.
Winkel zwischen einer geneigten Empfangsebene und der Horizontalen. Je nach Breitengrad des Aufstellungsortes einer Solaranlage gibt es unterschiedliche optimale Neigungswinkel.
Maximal mögliche Leistungsabgabe einer Solarzelle bzw. eines Moduls. Die Nennleistung ist definiert als Spitzenleistung im Maximum Power Point bei Standardtestbedingungen (STC) und wird in Watt peak (Abk. Wp) angegeben.
(Netzparallelbetrieb) Anschluss einer Photovoltaikanlage über einen Wechselrichter an das Netz des Stromversorgers zwecks vollständiger oder teilweiser Einspeisung des photovoltaisch erzeugten Stroms. Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen benötigen keinen Energiespeicher (diese Funktion wird quasi vom Stromversorgungsnetz übernommen).
(Abk. PV) ist die Technik, mit deren Hilfe Sonnenenergie (Photonen) durch Solarzellen in elektrische Energie umgewandelt wird.
Die einzelnen Module werden zunächst seriell (in Reihe) zu Strängen und diese dann parallel zum PV-Generator verschaltet, um ausreichend hohe Spannungen und Ströme z. B. zur Einspeisung mittels Wechselrichter in das öffentliche Stromversorgungsnetz zu erreichen.
Beschreibt die Entstehung einer elektrischen Spannung in einem Halbleiter, wenn bei Einstrahlung von Licht (Photonen) Ladungsträger angeregt werden (innerer Photoeffekt). Extrahiert man die Ladungsträger, so kann man elektrische Energie in Form von Strom gewinnen.
Besteht aus kleinen, zusammenhängenden Kristallen, die eine Größe von einigen Millimetern bis Zentimetern haben. Ein gebräuchliches Herstellungsverfahren für polykristallines Silizium ist das Blockguss-Verfahren.
Aus einer natürlichen Quelle gewinnbare Energie in Form von Erdöl, Kohle, Erdgas, Wasserkraft, Solarstrahlung usw. Teilweise lassen sich Primärenergieträger direkt beim Endverbraucher einsetzen. Zum überwiegenden Teil wird Primärenergie jedoch zunächst in Sekundärenergie umgewandelt.
Ist der erste Rohrkreislauf von der Wärmequelle (Kollektor) aus gesehen. Ist der Kreis in dem die Energie erzeugt wird.
Strahlung, die von der Oberfläche eines Kollektors oder eines Moduls bzw. von der Oberfläche einer Solarzelle reflektiert wird und damit nicht mehr zur Wärme- oder Stromerzeugung beitragen kann.
Entsteht durch Umwandlung aus Primärenergie; z.B. wird Kohle zu Koks oder Briketts und aus Erdöl wird Benzin, Dieselkraftstoff oder Heizöl.
Ist der zweite Rohrkreislauf von der Wärmequelle (Kollektor) aus gesehen. Ist der Kreis der die Energie zum Verbraucher transportiert.
Spezielle Beschichtung auf dem Absorber eines Kollektors, die die auftreffende (kurzwellige) Solarstrahlung nahezu vollständig absorbiert und gleichzeitig die mit zunehmender Temperatur ansteigenden Strahlungsverluste durch Abstrahlung (Emission) der (langwelligen) Wärmestrahlung reduziert.
Chemisches Element, das vier Bindungen mit Nachbaratomen eingehen und dabei harte und spröde Kristalle mit stabiler Diamantstruktur bilden kann. Nach Sauerstoff ist Silizium das zweithäufigste Element in der Erdkruste, kommt dort aber nur als Siliziumdioxid SiO2 (Quarz, Sand) vor. Silizium ist der Halbleiter, der bisher für die Elektronikindustrie und die Photovoltaik die wichtigste Rolle spielt. Der Rohstoff Siliziumdioxid kann zu monokristallinem, polykristallinem oder amorphem Silizium verarbeitet werden.
Im engeren Sinne die Energie, die von der Sonne in Form von Photonen zur Erde gelangt.
Gibt die nutzbare solare Wärme an, d. h. die Wärme, die nach Abzug aller thermischen Verluste der Kollektoranlage als Wärme aus dem Speicher genutzt werden kann.
Nutzung der Sonnenenergie zur direkten Erzeugung von Wärme. Der entsprechende Energiewandler wird Kollektor genannt.
Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten, z. B. den beiden Polen einer Batterie. Die Spannung (U) ist die Ursache des elektrischen Stroms (I); beide Größen sind gemäß dem Ohmschen Gesetz (U = R * I) über den Widerstand (R) eines Leiters miteinander verknüpft. Die Maßeinheit der elektrischen Spannung ist Volt (Abk. V).
(STC = Standard Test Conditions) genormte Bedingungen für die Ermittlung der Nennleistung (Messung der I-U-Kennlinie) von PV-Modulen: Bestrahlungsstärke 1.000 W/m2 bei senkrechtem Lichteinfall; Strahlungsspektrum entsprechend AM 1,5; Zellentemperatur von 25 °C.
Reihenschaltung von mehreren Modulen.
Bezeichnung für mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen innerhalb eines Moduls.
Die Stärke der durch einen Leiter fließenden Ladungsmenge (z. B. in Form von Elektronen durch ein Kupferkabel) wird elektrischer Strom genannt. Die Maßeinheit des Stroms ist Ampere (Abk. A).
Steuert den Wärmetransport vom Kollektor zum Speicher durch An- und Abschalten der Kollektorpumpe. Das Steuersignal ist die Differenz der Temperaturen am Kollektorauslass und im unteren Speicherbereich.
Gibt an, um wie viel sich die Leerlaufspannung bzw. die Leistung und somit der Wirkungsgrad einer Solarzelle oder eines Moduls pro Grad Celsius verringert, wenn die Zellentemperatur zunimmt. Da die o. g. Größen kristalliner Solarzellen vergleichsweise hohe negative Temperaturkoeffizienten haben, sollten insbesondere Module, die aus kristallinen Siliziumzellen bestehen, ausreichend gut hinterlüftet werden.
(Abk. V) Maßeinheit für die elektrische Spannung.
Der Schatten, den Bäume, Gebäude oder Antennen auf das Dach werfen, ist der Feind einer jeden PV-Anlage. Denn die Solarzellen sind in Reihe geschaltet, und jede im Dunkeln liegende Solarzelle stört den reibungslosen Energiefluss und beeinträchtigt somit die Leistung der Anlage.
Bezeichnung für eine dünne Scheibe aus Halbleitermaterial (z.B. Silizium). Wafer werden als Basismaterial zur Herstellung von Computerchips und kristallinen Solarzellen verwendet. Die kristallinen Scheiben werden in der Regel aus Halbleiterblöcken gesägt und sind 0,2 bis 0,3 Millimeter dick.
(Abk. Wp) Maß für die Leistungsfähigkeit (Nennleistung) von Solarzellen und Modulen. Zu Vergleichszwecken werden Modulpreise üblicherweise in Euro/Wp angegeben.
Flüssigkeit im Kollektorkreis einer Solaranlage, die die Wärme vom Kollektor zum Speicher transportiert. Das Wärmeträgermedium ist in der Regel ein Gemisch aus Wasser und Glykol, um Frostschutz zu gewährleisten.
Wandelt den von Modulen gelieferten Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom um. Mit Hilfe einer MPP-Regelung entnimmt der Wechselrichter dem Photovoltaikgenerator die Leistung im Maximum Power Point der I-U-Kennlinie.
Strom, dessen Polarität ständig wechselt. Im deutschen Stromversorgungsnetz hat der Wechselstrom eine Frequenz von 50 Hz (Hertz), d. h. er nimmt in einer Sekunde 50 mal die positiven bzw. negativen Werte einer (idealerweise) sinusförmigen Halbwelle an. Wechselstrom bzw. -spannung wird durch rotierende Generatoren oder Wechselrichter erzeugt.
Der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis von zwei
Leistungsmessungen an
einem System an – Ausgangs- zu Eingangsleistung. Der W. ist
ein
Momentanwert und hängt von den Betriebsbedingungen des Systems
im
betrachteten Zeitpunkt ab. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle oder eines
Moduls ist definiert als das Verhältnis zwischen der
abgegebenen
elektrischen Leistung und der eingestrahlten Leistung. Aufgrund der
Flächenabhängigkeit des Wirkungsgrades ist bei der
Angabe darauf zu
achten, welche Fläche zur Berechnung herangezogen wurde, z. B.
die
gesamte Modulfläche oder nur die aktive Zellfläche
innerhalb des Moduls.
Der
Wirkungsgrad eines Kollektors ist definiert als das Verhältnis
von
Wärmeleistung des Kollektors (Output) zur
Bestrahlungsstärke in
Kollektorebene (Input). Der Modul- bzw. Kollektorwirkungsgrad ist nur
einer von mehreren Faktoren, welche die Effizienz einer Solaranlage
beeinflussen.