PRODUKTKATALOG 2013 - Tritec

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8 Das Funktionsprinzip der Solarzelle Die heutigen Solarzellen bestehen meistens aus dem Grundmaterial Silizium, das durch eine Dotierung mit Bor bzw. Phosphor in zwei Schichten (p- bzw. n-Schicht) mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften unterteilt und so zur Diode wird. Im Unterschied zur normalen Halbleiter- Diode in elektronischen Schaltungen und Gleichrichtern ist die Solarzelle auf die Ausbeute von einfallendem Sonnenlicht optimiert. Zu diesem Zweck wird sie möglichst grossflächig hergestellt. Der sogenannte p-n-Übergang liegt hier nur knapp unter der mit Sonneneinstrahlung ausgesetzten Oberfläche. Am p-n-Übergang baut sich ein elektrisches Feld auf, das auf freie (im Material bewegliche) Ladungsträger eine Sogwirkung ausübt. Die Photonen (Licht-Energiepakete) des einfallenden Sonnenlichtes dringen in das Zellmaterial ein und produzieren nun in der Umgebung des p-n-Übergangs solche freien Ladungsträger (Elektronen und Löcher), die vom inneren Feld getrennt und an die elektrischen Anschluss-Kontakte auf der Unterseite und an der Oberfläche der Zelle getrieben werden. Dort stehen sie für die Nutzung in einem äusseren Stromkreis zur Verfügung. Pro Zelle ergibt sich eine nutzbare Spannung von 0.5 bis 0.6 Volt. In den Solarmodulen werden die Zellen teilweise seriell und parallel verschaltet, um optimal nutzbare Betriebsspannungen zu erreichen. Die Produktionsrate der freien Ladungsträger wächst proportional zur Intensität der Sonneneinstrahlung. Die Energie der Photonen wird je nach Zellwirkungsgrad zu etwa 15% in elektrische Energie umgesetzt. Der Rest erwärmt die Solarzelle und wird durch Wärmetransportprozesse an die Umgebung abgegeben. Pro dm 2 Zellenfläche können unter Standard-Test-Bedingungen (STC: 1000 W/m 2 , Temperatur 25° C, AirMass 1.5) bis zu 2.5 Ampere Solarstrom und damit ca. 1.5 W elektrische Spitzenleistung erwartet werden. Aufgrund ihrer Energie- und Materialeffizienz und folglich auch ihrer geringeren Kosten haben langfristig Dünnschichttechnologien das grösste Potential. Zurzeit sind drei unterschiedliche Technologien auf dem Markt: die amorphe/mikrokristalline Siliziumtechnik, die CdTe-basierte und die Kupfer Indium-Selenid (bzw. Schwefel-) Technik, kurz CIS. Noch stecken diese Technologien in den Kinderschuhen, aber die Hersteller arbeiten mit Hochdruck an ihrer Weiterentwicklung. Ertrag einer Photovoltaikanlage Der Ertrag, den eine Photovoltaikanlage innerhalb eines Jahres erwirtschaftet, wird auch als Solarernte bezeichnet. Der Ertrag von Photovoltaikanlagen wird hauptsächlich mit der Performance Ratio beurteilt. Ist diese grösser als 80 % spricht man von einem guten Verhältnis von Ertrag zu eingestrahlter Sonnenleistung. Faktoren, die sich auf den Ertrag auswirken können, sind unter anderem der Standort der Photovoltaikanlage, die Ausrichtung und das Klima bzw. die Intensität und Dauer der Sonnenstrahlung. Mittels spezieller Diagramme lässt sich die Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit des Aufstellwinkels und der Ausrichtung berechnen. In Mitteleuropa ist die Sonneneinstrahlung bei Südausrichtung und einem Winkel von 30° maximal. Für hohe Erträge der Photovoltaikanlagen ist eine detaillierte Planung notwendig. Zum einen müssen die eingesetzten Komponenten ideal auf die Ansprüche abgestimmt, zum anderen muss auf eine richtige Dimensionierung und eine möglichst verschattungsfreie Platzierung geachtet werden. Ausserdem sind die Solarmodule täglich Wind und Wetter ausgesetzt und müssen allen Widrigkeiten zum Trotz einwandfrei funktionieren. Hochwertige und langlebige Produkte sind eine weitere wichtige Vorraussetzung für gute Erträge der Photovoltaikanlagen. Netzverbund- Photovoltaikanlagen Aufbau von Netzverbund-Photovoltaikanlagen Netzverbund-Anlagen sind Photovoltaikanlagen, die an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind und die den ganzen erzeugten Strom ins öffentliche Netz einspeisen. Dach- bzw. Fassadenfläche, finanzielle Möglichkeiten, gesetzliche Richtlinien etc. bestimmen die Grösse einer Netzverbundanlage. Die meisten europäischen privaten Netzverbundanlagen erreichen Leistungsgrößen von zwei bis zehn Kilowatt. Um mit einer Anlage auf einem Schrägdach eine solche Leistung zu erzielen, braucht es für zwei Kilowatt (PV) etwa 18 m 2 und für zehn Kilowatt etwa 90 m 2 Dachfläche. Eine netzgekoppelte Solaranlage besteht im Wesentlichen aus Photovoltaikmodulen, Wechselrichtern, einem Montagesystem, einer Schutzeinrichtung zur automatischen Abschaltung bei Störungen im Stromnetz und einem Zähler zur Erfassung der eingespeisten Strommenge. Zwei Faktoren sind für eine ertragreiche Anlage entscheidend: 1. Die Qualität der installierten Produkte, inkl. des Zubehörs (z.B. Verkabelung). 2. Die optimale Abstimmung der verschiedenen Komponenten. TRITEC ist seit 27 Jahren Photovoltaik Systemlieferant mit einem umfangreichen und hochwertigen Sortiment an Qualitätsprodukten. Wir unterstützen Sie bei der Planung und bei Fragen zu Genehmigung und Finanzierung von Photovoltaikanlagen.
9 Funktionsprinzip einer kristallinen Solarzelle © Solarpraxis Jährliche Einstrahlung in Prozent © DGS / Solarpraxis 8 4 3 1 2 7 6 5 1. Solargenerator 2. Montagesystem 3. Feldverkabelung 4. Generatoranschlusskasten (GAK) 5. Wechselrichter 6. Einspeise- und Bezugszähler 7. Netzanschluss 8. Verbraucher Prinzip einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage © Solarpraxis
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