Photovoltaik - Solar-Lexikon

A

Abkürzung für Ampere. Einheit der elektrischen Stromstärke.

Absorber (-blech)

Der Absorber ist das Kernstück eines Solarkollektors. Er nimmt die einfallende Sonnenstrahlung auf, wandelt sie in Wärme um und gibt sie über ein Rohrsystem an das Wärmeträgermedium ab. Das Absorberblech ist aus Kupfer und auf der sonnenbeschienenen Seite besonders beschichtet, um die Sonneneinstrahlung besonders effektiv zu absorbieren. Durch die Beschichtung erhalten die Kollektoren ihre typische tiefblaue Färbung.

Absorption

Aufnahme kurzwelligen Sonnenlichts von einem Körper und Umwandlung in Wärme.

AC

(AC, engl.: alternating current). Wechselstrom. Im deutschen Versorgungsnetz kommt der Strom als 220 Volt Wechselstrom aus der Steckdose.

Akkumulator (Akku)

Zwischenspeicher für den Solarstrom im Inselbetrieb. Der gewonnene Solarstrom wird, um ihn zu einem späteren Zeitpunkt nutzen zu können, im Akkumulator zwischengespeichert.

AM

(AM, engl.: Air Mass).

Durch Reflexion, Absorption und Streuung wird die Sonnenstrahlung auf ihrem Weg durch die Erdatmosphäre vermindert. Je länger der Weg durch die Erdatmosphäre ist, um so größer ist die Minderung der Sonnenstrahlung.Der Faktor AM gibt an, wie lang der Weg der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre ist und wird im Verhältnis zur Atmosphärendicke angegeben. In Deutschland wird mit einem AM-Index von 1,5 gerechnet.

Anlagenstillstand (Stagnation)

Man spricht von Anlagenstillstand, wenn bei geladenem Speicher und vorhandener

Sonneneinstrahlung keine Förderung des Wärmeträgermediums in einer Kollektoranlage stattfindet. Der Wärmeträger verdampft und wird in das Ausdehnungsgefäß gedrückt. Danach geht die Anlage wieder in den normalen Betrieb über.

Antireflexschicht

Schicht auf der Oberfläche von Solarzellen und Solargläsern zur Verringerung der Reflexionsverluste. Vergleichbar mit der Entspiegelung von Brillengläsern.

Ausdehnungsgefäß

Siehe MAG.

Ausrichtung (Nach Himmelsrichtung und Neigung)

Eine Solaranlage wird im Idealfall nach Süd-Ost bis Süd-West ausgerichtet. Sie kann aber auch bei West- oder Ost-Lagen realisiert werden. Die Photovoltaik-module können im Bereich von 20° bis 60° geneigt sein. Kleinere Neigungswinkel erhöhen die Energieausbeute im Sommer, bei größeren Neigungswinkeln ist die Ausbeute im Winter höher.

Azimutwinkel

Der Azimutwinkel gibt an, wie viel Grad die Flächen vom Photovoltaikmodul von der exakten Südausrichtung abweichen.

Bestrahlungsstärke

Der Strahlungsfluss bzw. die Intensität der solaren Strahlung. Sie stellt die Leistungsdichte der auf eine Ebene treffende Sonnenstrahlung dar.

Bypass-Diode

Schutzvorrichtung für PV-Module zur "Umleitung" des Stromes. Wird parallel zu einer bestimmten Anzahl von Solarzellen geschaltet, um im Fehlerfall einzelner Zellen das Gesamtsystem möglichst nicht zu beeinflussen und den so genannten Hot-Spot-Effekt zu vermeiden.

DC

(DC, engl.: direct current).

Gleichstrom. Solarzellen bzw. Solarmodule erzeugen Gleichstrom. Da die meisten Verbraucher im Haushalt Wechselstrom nutzen, wird der gewonnene Gleichstrom i.d.R. in Wechselstrom umgewandelt.

Deckungsanteil

Gibt den Anteil der Verbrauchsenergie an, der durch die Solaranlage gedeckt wird.

Diffuse Strahlung

Strahlungsanteil der Sonne, der durch Streuung an den Luftmolekülen und Wolken indirekt die Erdoberfläche erreicht.

Direkte Strahlung

Strahlungsanteil der Sonne, der direkt die Erdoberfläche erreicht. Dies ist der energiereichere Anteil der Sonnenstrahlung.

Dotieren

In das Halbleitermaterial der Solarzelle werden bei der Herstellung gezielt chemische Elemente eingebracht, um einen positiven oder negativen Ladungs-trägerüberschuss zu erzeugen. Ohne eine Dotierung ist eine Solarstrom-erzeugung nicht möglich.

Dünnschicht-Technik

Materialsparende Herstellungstechnik für Solarzellen. Hierbei werden photoaktive Halbleiter als dünne Schichten auf ein Trägermaterial (z.B. Glas) aufgebracht.

Einspeisevergütung

Nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) muss Solarstrom in Deutschland durch die Netzbetreiber und die Energieversorgungsunternehmen mit einem festgelegten Betrag vergütet werden. Der Einspeisevertrag wird zwischen Anlagenbetreiber und dem Energieversoger für eine Laufzeit von 20 Jahren ab der Installation geschlossen. Bei der Einspeisevergütung handelt es sich nicht um eine staatliche Subvention und die Einspeisevergütung ist deshalb nicht steuerfinanziert. Die Vergütung wird über eine Umlage auf den Strompreis gedeckt. Im Jahr 2004 betrug der Anteil des Strompreises, der durch die Vergütungen von Solarstromeinspeisung verursacht wurde, nur ca. zwei Prozent.

Einspeisezähler

Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen müssen seit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz mit einem Einspeisezähler ausgestattet sein, der zusätzlich zum Verbrauchszähler angebracht wird, um die erzeugte und eingespeiste Energie vergüten lassen zu können. Er misst die von der Solarstromanlage produzierte und in das öffentliche Netz eingespeiste Strommenge in Kilowattstunden (kWh).

Emission (von Sonnenenergie)

Abstrahlung des Sonnenlichts von einem Körper. Beim Kollektor werden 95 % der Sonneneinstrah-lung absorbiert und nur 5 % emittiert.

ENS

Errichtung zur Netzüberwachung mit zugeordnetem Schaltorgan. Selbsttätige Freischaltstelle, bestehend aus zwei voneinander unabhängigen Einrichtungen zur Netzüberwachung mit jeweils zu zugeordneten Schaltorganen.

Erneuerbare Energien

Die Energiequellen, die nach menschlichem Zeitmaßstab unendlich zur Verfügung stehen. Das sind: Sonnenenergie, Erdwärme, Gezeitenkraft und Biomasse.

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

Regelt die Einspeisung und Vergütung von regenerativ erzeugtem Strom ins Netz der Energieversorger.

ESG

Ein-Scheiben-Sicherheitsglas

Häufig verwendetes Frontglas von Photovoltaikmodulen zur Flächenstabilisierung der eingebetteten Zellen.

Europäischer Wirkungsrad

Wirkungsgrad von Wechselrichtern unter realistischen Lastbedingungen.

EVA

Ethylen Vinyl Acetat. Zelleinbettmasse für PV-Zellen in PV-Modulen.

Generator

Generatoren wandeln andere Energieformen in Strom um. In der Solartechnik wird die Gesamtheit der zusammengeschalteten PV-Module als Generator bezeichnet.

Globalstrahlung

Bezeichnet die auf eine horizontale Fläche auf der Erdoberfläche auftreffende Sonneneinstrahlung. Sie setzt sich aus der direkten und diffusen Strahlung zusammen.

Heizungsunterstützung

Heizungsunterstützung ist die Nutzung der Solarwärme zur Beheizung des Gebäudes.

Hot-Spot-Effekt

Zerstörung einer Solarzelle durch Hitzeentwicklung bei Teilverschattung eines PV-Moduls. Der Effekt wird durch Bypass-Dioden vermieden.

Inselsystem (hier für Solarstrom/Photovoltaik)

Vom Versorgungsnetz unabhängig betriebene Photovoltaikanlagen. Der Solarstrom wird im Akkumulator (Akku) gespeichert. Einsatz an abgelegenen Orten, wo der Anschluss an das öffentliche Netz nicht wirtschaftlich ist.

Kilowattstunde (kWh)

Maßeinheit für Energie. Die elektrische Arbeit ist das Produkt aus elektrischer Leistung und Zeit.
1 kWh = 1000 Watt (W) über die Zeit (h) von einer Stunde.

Kilowatt peak (kWp)

Einheit der Spitzenleistung eines Solarmoduls unter Standardtestbedingungen . Wird nur unter optimalen Einstrahlungsverhältnissen erreicht.

Kollektor

Wandelt die Sonneneinstrahlung mittels eines Absorbers in Wärme um und überträgt diese an ein Wärmeträgermedium.

Laderegler

Elektronisches Gerät zur Überwachung und Regelung der Lade- und Entladevorgänge von Akkus oder Batterien, z.B. in PV-Inselanlagen.

Leerlaufspannung

Gemessene Spannung an den Anschlussklemmen eines Solarmoduls (bzw. Solarzelle) ohne Stromfluss.

Leistung

Ist die in einer bestimmten Zeit zur Verfügung gestellte Energie. Die Einheit ist Watt (W).

Modul

Siehe PV-modul.

Monokristalline Zellstruktur

Silizium in geordneter Kristallstruktur. Basismaterial von monokristallinen Solarzellen. Gleichmäßige, dunkelblaue Färbung der Solarzellen. Monokristalline Zellen haben gegenüber polykristalliner Zellen einen leicht höheren Wirkungsgrad.

MPP

(MPP, engl.: Maximum Power Point). Arbeitspunkt der maximalen Leistungsabgabe eines Solarmoduls (Solarzelle).

Neigungswinkel

Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen auf Kollektoren und PV-Module zur Vertikalen.

Nennleistung

Leistungsabgabe eines Solarmoduls (Solarzelle) im MPP.

Nennstrom

Strom eines Solarmoduls (Solarzelle) im MPP .

Netzeinspeisung

Einleitung des Solarstromes über einen Wechselrichter in das Netz des Energieversorgers. Vergütung des eingespeisten Stromes nach dem EEG .

Netzkoppelung

Prinzip von Photovoltaikanlagen, die in das öffentliche Stromnetz einspeisen.

Optische Verluste

Ist der Anteil der Sonnenstrahlung, der durch den Absorber nicht aufgenommen werden kann. Verluste entstehen durch Absorption in der Scheibe und durch Reflexion.

Optischer Wirkungsgrad

Gibt an, welcher Anteil der auftreffenden Sonneneinstrahlung vom Kollektor in Wärme umgewandelt wird.

Peakleistung

Siehe Kilowatt peak.

Photovoltaik

Photovoltaik ist die Technik der Solarenergie, bei der Sonnenlicht in elektrischen Strom umgewandelt wird. Der Begriff setzt sich zusammen aus Photon (griechisch für Licht) und dem Namen des Physikers Alessandro Volta (1745-1827).

Polykristallin

Silizium in teilgeordneter Kristallstruktur. Basismaterial von polykristallinen Solarzellen. Strukturierte, blaue Färbung der Solarzelle mit für PV-Module typischem kristallinen Bild. Polykristalline Zellen haben gegenüber monokristallinen Zellen einen leicht geringeren Wirkungsgrad, sind aber durch die speziellen Fertigungstechnologien und den hohen Fertigungskapazitäten für die PV-Industrie maßgeblich und bieten ein optimiertes Preis-Leistungsverhältnis.

PV

Abkürzung für Photovoltaik.

PV-Modul

Zusammengeschaltete und verkapselte Solarzellen zur Erreichung bestimmter Kennwerte und zu deren mechanischem Schutz.

Reflexion

Die Sonneneinstrahlung, die von einer Oberfläche zurückgeworfen (reflektiert) wird.

Röhrenkollektor

Siehe Vakuumröhrenkollektor.

Selektive Beschichtung

Beschichtung auf dem Absorber, die einen hohen Anteil der Energieaufnahme ermöglicht und gleichzeitig die Emission (Abstrahlung) des Absorbers reduziert.

Silizium

Nach Sauerstoff das zweithäufigste chemische Element auf der Erde. Basismaterial in der Halbleiterindustrie. Grundmaterial in der Herstellung von Solarzellen. Silizium liegt nicht in elementarer Form vor, sondern hauptsächlich als Verbindung mit Sauerstoff als Quarzsand (SiO2).

Solar

(Solar, lat.: die Sonne betreffend).

Solaranlage (Photovoltaikanlage)

Systeme zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in nutzbare Energie in Form von Wärme oder Strom.

Solarer Deckungsanteil

Siehe Deckungsanteil.

Solargenerator

Siehe Generator.

Solarmodul

Siehe PV-Modul.

Solarstrom

In Solarzellen direkt erzeugter Gleichstrom.

Solarthermie

Die Umwandlung von Sonnenstrahlung in direkt nutzbare Wärme.

Solarzelle

In Solarzellen werden unter Zufuhr von Licht oder Wärme positive und negative Ladungsträger freigesetzt (Photoeffekt) und si Gleichstrom erzeugt.

Stillstandstemperatur

Temperatur im Kollektor an der wärmsten Stelle am Absorber, wenn keine Energie entnommen wird.

Standardtestbedingungen (STC)

(STC, engl.: Standard Test Condition).

Um verschiedene PV-Module bzw. Solarzellen miteinander objektiv vergleichen zu können, wurden für die Ermittlung der Solarmodul- bzw. Solarzellenkennlinie einheitliche Test-Bedingungen wie folgt festgelegt.

1. Eine Einstrahlung E von 1000 W/m²

2. Eine Zelltemperatur T von 25°C mit einer Toleranz von ± 2°C

3. Ein definiertes Lichtspektrum AM = 1,5

Systemnutzungsgrad

Verhältnis vom Solarertrag zur Einstrahlungssumme. Bewertet die Effizienz der gesamten Solaranlage.

Temperaturkoeffizient bei Photovoltaik

Mit zunehmender Temperatur sinkt der Wirkungsgrad der Photovoltaik. Dieses Verhalten wird mit dem Temperaturkoeffizienten beschrieben und ist je nach PV Technik unterschiedlich. Je geringer der Temperaturkoeffizient der Solarzelle oder des Photovoltaik Solar-Moduls ist, desto weniger fällt die Leistung des Solargenerators (Photovoltaik-Modul) in einem heißen Sommer ab.

Thermische Solaranlage

System zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in nutzbare Energie in Form von Wärme.

V

Abkürzung für Volt. Einheit der elektrischen Spannung.

Verschattung

Schatten auf Solaranlagen durch Dachaufbauten oder Bäume führen zu Ertragsverlusten bei Solaranlagen.

W

Abkürzung für Watt. Einheit der elektrischen Leistung.

Wechselrichter

Gerät zur Umwandlung der Solar erzeugten Gleichspannung in eine netzkonforme Wechselspannung zur Nutzung und Einspeisung ins öffentliche Stromnetz.

Wirkungsgrad

Verhältnis der nutzbaren Energie zur eingesetzten Energie