Photovoltaik-Lexikon
Was bedeutet eigentlich Kilowattpeak? Was versteht man unter Netzkopplung? Wofür steht EEG? Wir haben für Sie die wichtigsten Begriffe rund um das Thema Photovoltaik zusammengefasst.
Abschattung
- A -
Unter Abschattung versteht man in der Photovoltaik die Verschattung von Solarmodulen, was die Leistung und damit den Ertrag der mit dem/den betroffenen, in Reihe geschalteten Modulen überproporzional mindert.
Abschreibung
- A -
Unter Abschreibung versteht man in der Photovoltaik den vom Gesetzgeber fingierten Verbrauch des Wirtschaftsgutes Photovoltaik-Anlage. Der Käufer einer Photovoltaik-Solaranlage kann die Herstellungskosten über einen Zeitraum von 20 Jahren abschreiben.
Absorption
- A -
Unter Absorption versteht man in der Photovoltaik die von den Solarzellen bei der Sonneneinstrahlung aufgenommenen Lichtwellen.
Air mass ( AM )
- A -
Air mass ( AM ) ist die englische Bezeichnung für Luftmasse. Die Luftmasse der Erdatmosphäre, durch die das Sonnenlicht dringt, beeinflusst dessen spektrale Zusammensetzung. Der Zahlenwert bei AM 1,5 ist der Faktor, um den der minimale Weg durch die Atmospähre bei senkrechten Einfall verlängert wird.
Akzeptor
- A -
Unter Akzeptor versteht man in der Photovoltaik das zum Dotieren ins Silikon eingebrachte Atom, welches ein Elektron aufnehmen kann (zumeist werden Boratome verwendet).
Alterung
- A -
Die Alterung (Zellalterung) eines Solarmoduls verläuft sehr langsam. Der Fachbegriff lautet Degradation und beschreibt den Rückgang des Solarzellenwirkungsgrades. Insbesondere amorphe Solarzellen erfahren in den ersten Jahren eine hohe Degradation.
Kristalline Module haben noch nach über 20 Jahren einen empirisch belegten Wirkungsgrad von über 90% ihrer ursprünglichen Nennleistung.
Kristalline Module haben noch nach über 20 Jahren einen empirisch belegten Wirkungsgrad von über 90% ihrer ursprünglichen Nennleistung.
Amorphes Silizium
- A -
Amorphes Silizium ermöglicht auf Grund seines hohen Absorptionsvermögens bei der Herstellung von Solarzellen sehr dünne Schichten. Bei amorphen Materialien haben die Atome keine geordneten Struktur, sondern ein unregelmäßiges Muster (amorph: griechisch gestaltlos); regelmäßig strukturierte Materialien heißen Kristalle. Da die Atome eine geringe Packungsdichte aufweisen, haben amorphe Stoffe eine geringere Dichte als kristalline Stoffe. Nachteil der amorphen Zellen ist der geringe Wirkungsgrad. Zudem nimmt die Leistung durch die lichtinduzierte Alterung in den ersten 6-12 Monaten Betriebsdauer ab, halten sich dann aber auf einem stabilen Wert, der vom Hersteller angegebenen Nennleistung.
Amortisation
- A -
Unter Amortisationszeit versteht man in der Photovoltaik den Zeitraum, die die PV-Anlage benötigt um die Investitionskosten einzuspielen. Eine eigenfinanzierte PV-Anlage benötigt ca. 9-11 Jahre bis zur Amortisation. Eine zu 100% fremdfinanzierte Anlage benötigt ca. 13-16 Jahre bis zur Amortisation.
Anamorphe Solarzellen
- A -
Die amorphe Solarzelle ist eine Form der im Dünnschichtverfahren hergestellten Solarzellen.
Antireflexschicht
- A -
Unter einer Antireflexschicht versteht man in der Photovoltaik eine zur Minderung der Reflexion auf die Solarzelle aufgebracht Beschichtung. Die Antireflexionsschicht führt zu einer verbesserten Lichtausbeute und damit zu einem höherem Wirkungsgrad der Solarzelle.
APex-Zelle
- A -
APex-Zellen sind Dünnschichtzellen aus kristallinem Silizium. Der herkömmliche Siliziumwafer wird hierbei durch ein siliziumhaltiges, elektrisch leitfähiges Keramiksubstrat ersetzt. Das Substrat wird mit einer 0,03-0,1mm dünnen polykristallinem Siliziumfilm überzogen.
Azimut
- A -
Unter Azimut versteht man in der Photovoltaik den Winkel, um den die Ausrichtung der Generatorfläche (bzw. der Dachfläche) von absolut Süden (180°) abweicht. (-) Grade bedeuten Ostausrichtung, (+) Grade bedeuten Westausrichtung des Stromgenerators.
Back Surface Field
- B -
Unter Back Surface Field versteht man in der Photovoltaik eine auf der Rückseite kristalliner Zellen aufgebrachte Schicht, die der Verbesserung des Wirkungsgrades dient.
Bandlücke
- B -
Unter Bandlücke versteht man in der Photovoltaik den energetischen Abstand zwischen Valenzband und Leitungsband eines Halbleiters. Der Abstand bestimmt das Absorptionsverhalten des Halbleiters.
Bifacial
- B -
Eine Bifacial Zelle ist eine besondere Solarzelle, welche die Sonneneinstrahlung von zwei Seiten nutzen kann (zB. durch Reflexionen entstehende).
Blockguss Verfahren
- B -
Ein Herstellungsverfahren für die Produktion polykristalliner Siliziumblöcke. Durch Erstarren zuvor hocherhitzten reinen Siliziums entstehen Blöcke von zumeist 30x30cm.
Bypass Diode
- B -
Eine Bypass Diode dient in der Photovoltaik zur Minderung der Auswirkung von Modulverschattungen. Durch parallele Schaltung zu einer in Serie geschaltete Solarzelle, wird im Verschattungsfall der Strom an der betroffenen Zelle vorbeigeleitet.
Cadmium Tellurid
- C -
Cadmium Tellurid wird zur Herstellung der gleichnamigen Dünnschichtzellen verwendet.
CO2
- C -
CO2 ist die Abkürzung für Kohlendioxid, ein Gas das u.a. bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entsteht.
Der max. CO2 Gehalt unterschiedlicher Brennstoffe: Koks 20,5%, Kohle 18,9%, Heizöl ca.15,5%.
Der max. CO2 Gehalt unterschiedlicher Brennstoffe: Koks 20,5%, Kohle 18,9%, Heizöl ca.15,5%.
Datalogger
- D -
Der Datenlogger dient der Aufzeichnung der Ertragsdaten einer Photovoltaik-Anlage. Zum Auslesen der Daten wird das jeweilige Gerät mittels einer speziellen Schnittstellenkarte mit dem Wechselrichter verbunden.
Datalogging
- D -
Unter Datalogging versteht man in der Photovoltaik die Erfassung und Aufzeichnung der Ertragsdaten.
Degradation
- D -
Unter Degradation (Alterung) versteht man in der Photovoltaik das Nachlassen des Wirkungsgrades der Zelle und damit den Rückgang des Stromertrages. Besonderst bei Dünnschichtzellen ist in den ersten Wochen (Monaten) eine hohe Degradation zu beobachten, die allerdings in den Nennleistungsangaben der Hersteller berücksichtigt ist. Kristalline Zellen haben eine vergleichsweise geringe Degradation. Selbst weit über 20 Jahre alte poly- und monokristalline Zellen erbringen in der Regel über 90% ihrer angegebenen Nennleistung.
Diffuse Strahlung
- D -
Die auf den Stromgenerator treffende Sonneneinstrahlung setzt sich aus direkter Strahlung und indirekter Strahlung zusammen. Die indirekte Strahlung unterteilt sich wiederum in diffuse Strahlung und Reflexionsstrahlung.
Diffuse Strahlung erreicht die Erdoberfläche bei dunstiger Atmosphäre. Das Sonnenlicht wird dabei an Wolken, Dunst oder Nebel zerstreut und trifft nicht geradlinig wie bei der direkten Strahlung auf die Erde. Diffuses Licht ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schatten bei den Lichtverhältnissen nicht scharf begrenzt sind. Sie beträgt im Jahresmittel etwa 50 Prozent der Globalstrahlung.
Diffusionslänge
- D -
Die Diffusionslänge bezeichnet die Strecke die ein Ladungsträger in einem Halbleiter durch Diffussion zurücklegen bis er rekombiniert.
Diffusionszelle
- D -
Bei der Einstrahlung des Sonnenlichtes auf die Solarzelle, entstehen Löcher und Elektronen (Lichtabsorption). Diese bewegen sich nur durch Diffusion bis in die Raumladungszone und werden dort durch das elektrische Feld des pn-Übergangs getrennt. Typisches Beispiel einer Diffusionszelle ist die kristalline Siliziumsolarzelle.
Direkte Strahlung
- D -
Als direkte Strahlung wird in der Photovoltaik der Anteil der Solarstrahlung bezeichnet, der ohne Streuung durch die Erdatmosphäre direkt auf die Modulfläche trifft. Dies ist bei klarem Himmel der Fall.
Direktes Licht wirft - im Vergleich zur diffusen Strahlung - Schatten. Die direkte Strahlung beträgt im Jahresmittel etwa 50 Prozent der gesamten Strahlung.
Donator
- D -
Unter einem Donator versteht man in der Photovoltaik ein Dotieratom, das in einem Halbleiter Elektronen abgeben (lat. donare-schenken) kann. In der kristallinen Zellproduktion werden zumeist Phosphoratome verwendet.
Driftzelle
- D -
In einer Driftzelle befindet sich die gesamte Absorptionszone der Solarzelle im Bereich des elektrischen Feldes der Solarzelle. Die Ladungsträger werden nach ihrer Erzeugung durch das elektrische Feld getrennt und driften (Bewegung im elektrischen Feld) in entgegengesetze Richtungen. Typisches Beispiel für eine Driftzelle ist die amorphe Solarzelle.
Dünnschichttechnik
- D -
Technologie zur Herstellung von Solarzellen. Hierbei werden photoaktive Halbleiter in Form dünner Schichten auf ein kostengünstiges Trägermaterial (i.d.R Glas) aufgebracht. Spezielle Verfahren sind das Aufdampf-Verfahren, Sputter-Verfahren oder elektrolytische Bäder. Als Halbleitermaterial wird amorphes Silizium, Kupfer Indium Diselenid (CIS) und Cadmium Tellurid (CdTe) eingesetzt.
Die hohe Lichtabsorption dieser Materialien erlauben, physikalisch betrachtet, Schichtdicken unter 0,001 mm. Die Herstellungstemperatur liegt, im Vergleich zur kristallinen Zellproduktion (bis zu 1.500°C), bei geringen 200°C bis 600°C.
Der geringere Material- und Energieverbrauch und das Potential bei der Fertigungsautomatisierung bieten beträchtliche Einsparpotenziale gegenüber der kristallinen Siliziumtechnologie.
Die hohe Lichtabsorption dieser Materialien erlauben, physikalisch betrachtet, Schichtdicken unter 0,001 mm. Die Herstellungstemperatur liegt, im Vergleich zur kristallinen Zellproduktion (bis zu 1.500°C), bei geringen 200°C bis 600°C.
Der geringere Material- und Energieverbrauch und das Potential bei der Fertigungsautomatisierung bieten beträchtliche Einsparpotenziale gegenüber der kristallinen Siliziumtechnologie.
Dünnschichtverfahren
- D -
Verfahren zur Herstellung von Solarzellen. Hierbei werden photoaktive Halbleiter in Form dünner Schichten auf ein kostengünstiges Trägermaterial (i.d.R Glas) aufgebracht. Spezielle Verfahren sind das. Aufdampf-Verfahren, Sputter-Verfahren oder elektrolytische Bäder. Als Halbleitermaterial wird amorphes Silizium, Kupfer Indium Diselenid (CIS) und Cadmium Tellurid (CdTe) eingesetzt.
Die hohe Lichtabsorption dieser Materialien erlauben, physikalisch betrachtet, Schichtdicken unter 0,001 mm. Die Herstellungstemperatur liegt, im Vergleich zur kristallinen Zellproduktion (bis zu 1.500°C) bei geringen 200°C bis 600°C.
Der geringere Material- und Energieverbrauch und das Potential bei der Fertigungsautomatisierung bieten beträchtliche Einsparpotenziale gegenüber der herkömmlichen kristallinen Siliziumtechnologie.
Die hohe Lichtabsorption dieser Materialien erlauben, physikalisch betrachtet, Schichtdicken unter 0,001 mm. Die Herstellungstemperatur liegt, im Vergleich zur kristallinen Zellproduktion (bis zu 1.500°C) bei geringen 200°C bis 600°C.
Der geringere Material- und Energieverbrauch und das Potential bei der Fertigungsautomatisierung bieten beträchtliche Einsparpotenziale gegenüber der herkömmlichen kristallinen Siliziumtechnologie.
Dünnschichtzelle
- D -
Im Dünnschichtverfahren hergestellte Solarzelle. Als Halbleitermaterial wird u.a. amorphes Silizium, Kupfer Indium Diselenid (CIS) und Cadmium Tellurid (CdTe) eingesetzt.
Dünnschicht-Zellen sind in ihrer Form nicht an standardisierte Wafergrößen gebunden, wie dies bei den kristallinen Zellen der Fall ist. Das Trägermaterial ermöglicht, unter Berücksichtigung der optimalen Verschaltung nur gleichgroßer Zellen, beliebige Zuschnitte.
Dünnschicht-Zellen sind in ihrer Form nicht an standardisierte Wafergrößen gebunden, wie dies bei den kristallinen Zellen der Fall ist. Das Trägermaterial ermöglicht, unter Berücksichtigung der optimalen Verschaltung nur gleichgroßer Zellen, beliebige Zuschnitte.
EEG
- E -
Abkürzung für Erneuerbare-Energien-Gesetz.
Effizienz
- E -
Unter Effizienz versteht man in der Photovoltaik den erreichten Wirkungsgrad der PV-Anlage oder der PV-Anlagenkomponente.
EFG-Verfahren
- E -
Das EFG-Verfahren (Edge-defined Film-fed Growth ) ist eine in der Zellproduktion eingesetzte Fertigungstechnologie. Dabei wird ein achteckiges, bis zu 5m langes Trägerelement aus Graphit in die Siliziumschmelze getaucht. Beim Rausziehen entstehen bis zu ca. 6,5 m lange achteckige Röhren mit 10 oder 12,5 cm Seitenlänge und einer mittleren Wandstärke von 0,3 mm. Aus den acht Seiten des Oktagons werden die Wafer geschnitten. Dabei gehen weniger als 10% des Materials verloren.
Einkristall
- E -
Einkristalle (monokristalin) zeichnen sich durch eine völlig regelmäßige Struktur (Atomanordnung) aus. In der Zellproduktion nutzt man vornehmlich das Czochralsky-Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Silizium. Dabei wird ein Kristallkeim mit definierter Orientierung in die Siliziumschmelze getaucht und unter langsamen Drehen herausgezogen. Es entsteht ein zylinderförmiger Einkristall mit bis zu 30 cm Durchmesser und mehreren Metern Länge. Die runden Einkristalle werden zu Stangen abgefast und dann mit Drahtsägen in etwa 0.3 mm dicke Scheiben (Wafer) geschnitten.
Einspeisevergütung
- E -
Unter Einspeisevergütung versteht man in der Photovoltaik die Vergütung des eingespeisten Stroms in das Stromnetz des regionalen Stromnetzbetreibers. Die Einspeisevergütung ist im EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) geregelt.
Emissionen
- E -
Der Berechnung der erzielbaren Einsparung von CO2-Emissionen durch den Einsatz von Photovoltaik-Anlagen liegen die bei der konventionellen Erzeugung einer Kilowattstunde Strom anfallenden Durchschnittsemissionen zugrunde. Diese variieren mit dem nationalen Energiemix (bestehend aus Kohlekraftwerken, Kernkraftwerken, Wasserkraftwerken, Windkraftwerken, Solarstrom etc.) und liegen konservativen Berechnungen zufolge in Deutschland bei rund 650 kg je 1000 kWh Strom.
Für die Ökobilanz muss von der erzielten CO2-Gesamteinsparung noch die zur Herstellung der Photovoltaik-Anlagenkomponenten angefallene Emission in Abzug gebracht werden. Diese variiert mit der verwandten Zelltechnologie. Monokristalline Zellen haben durch den energetisch aufwendigeren Produktionsprozeß einen höheren CO2-Ausstoß als polykristalline Zellen. Den geringsten produktionsbedingten CO2-Ausstoß haben Dünnschicht-Zellen. Für Photovoltaik-Anlagen aus polykristalline Zellen liegen die produktionsbedingten CO2-Emmisionen bei ca. 2,5t je kWpeak-Anlagenkapazität.
Für die Ökobilanz muss von der erzielten CO2-Gesamteinsparung noch die zur Herstellung der Photovoltaik-Anlagenkomponenten angefallene Emission in Abzug gebracht werden. Diese variiert mit der verwandten Zelltechnologie. Monokristalline Zellen haben durch den energetisch aufwendigeren Produktionsprozeß einen höheren CO2-Ausstoß als polykristalline Zellen. Den geringsten produktionsbedingten CO2-Ausstoß haben Dünnschicht-Zellen. Für Photovoltaik-Anlagen aus polykristalline Zellen liegen die produktionsbedingten CO2-Emmisionen bei ca. 2,5t je kWpeak-Anlagenkapazität.
Energierücklaufzeit
- E -
Unter Energierücklaufzeit versteht man in der Photovoltaik die Zeit, die eine PV-Anlage benötigt um die bei ihrer Herstellung aufgewendete Energie zu erzeugen.
ENS
- E -
ENS ist die Abkürzung für "Einrichtung zur Netzüberwachung mit zugeordnetem Schaltorgan in Reihe". ENS ist eine automatische Freischaltstelle für kleine Stromerzeugungsanlagen (bis 30 kWp). Sie garantiert, dass sich der Wechselrichter bei Stromausfall oder Netzabschaltung auf jeden Fall selbständig vom AC-Netz trennt, um eine Inselbildung und dadurch erfolgende Rückspeisungen in das Stromnetz, die zu gefährdenden Auswirkungen führen könnten, zu verhindern.
Erneuerbare Energien
- E -
Der Begriff Erneuerbare Energie (regenerative Energie) steht für Energien aus nachhaltigen Quellen, die nach menschlichen Ermessen unerschöpflich sind (z.B. Sonnenenergie, Windenergie, Gezeitenenergie). Erneuerbare Energien werden gewonnen, indem permanent stattfindende Umweltprozesse technisch nutzbar gemacht werden.
EVA
- E -
EVA ist die Abkürzung für Etyhlen-Venyl-Acetat. Diese Folie wird bei der Modulherstellung zur Verkapselung der Zellen verwendet. Dieser Prozeß der Verkapselung wird als Laminierung bezeichnet.
Farbstoffzelle
- F -
Die Farbstoffzelle (Grätzel-Zelle) ist ein neuartiger Solarzellentyp, der 1991 von dem Schweizer Professor Michael Grätzel vorgestellt wurde und sich in Zukunft zur preisgünstigsten Alternative zur Siliziumtechnologie entwickeln könnte. Grundmaterial der Farbstoffzelle ist der Halbleiter Titandioxid (Ti02). Sie funktioniert nicht auf der Basis eines pn-Übergangs im Halbleiter, wie in herkömmlichen Zelltechnologien, sondern absorbiert das Licht in einem organischen Farbstoff, der in einer Art Photosynthese Energie aus Sonnenlicht gewinnt.
Füllfaktor
- F -
Mit dem Füllfaktor wir die Qualität von Solarzellen beschrieben. Er ist definiert als Quotient von MPP-Leistung und der theoretisch maximalen Leistung, die sich aus dem Produkt von Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung ergibt.
Er ist ein Maß dafür, wie gut eine Solarzelle in der Lage ist, die durch Licht erzeugten Ladungsträger zu sammeln. Der Füllfaktor beträgt bei kristallinen Solarzellen etwa 0,75 bis 0,85 und bei amorphen Solarzellen 0,5 bis 0,7.
Er ist ein Maß dafür, wie gut eine Solarzelle in der Lage ist, die durch Licht erzeugten Ladungsträger zu sammeln. Der Füllfaktor beträgt bei kristallinen Solarzellen etwa 0,75 bis 0,85 und bei amorphen Solarzellen 0,5 bis 0,7.
Globalstrahlung
- G -
Als Globalstrahlung bezeichnet man die gesamte auf eine Fläche, meist auf einen Quadratmeter waagerechte Fläche bezogene, auftreffende Sonnenstrahlung. Sie setzt sich aus der direkten und der diffusen Strahlung zusammen.
Grid
- G -
In der Photovoltaik bezeichnet Grid die metallische Leiterbahn, die an der Oberfläche einer Solarzelle die gesammelten Ladungsträger ableitet. Um die Leistungsverluste zu minimieren sollte ein Grid möglichst wenig der Solarzellenoberfläche bedecken und einen möglichst kleinen elektrischen Widerstand haben.
Hagel
- H -
Nach IEC 61215 zertifizierte Solarmodule halten normalen Hageleinwirkungen stand. Bestandteil des Zertifizierungsverfahren nach IEC 61215 ist ein Hageltest. Hierbei werden Eiskugeln mit einem Durchmesser von 25mm mit einer Geschwindigkeit von 23m/s auf 11 Aufschlagstellen gerichtet.
Die von uns verwendeten Module sind alle IEC 61215 (kristalline Module) bzw. IEC 61646 (Dünnschichtmodule) zertifiziert.
Die von uns verwendeten Module sind alle IEC 61215 (kristalline Module) bzw. IEC 61646 (Dünnschichtmodule) zertifiziert.
Hinterlüftung
- H -
Die Hinterlüftung von Solarmodulen ist für die Betriebstemperatur und damit den Wirkungsgrad der Module relevant. Ein Temperaturanstieg von einem Grad Celsius bedeutet bei herkömmlichen Modulen eine Leistungsminderung von rund 0,4%. Eine bessere Hinterlüftung führt zu einer besseren Kühlung der Module und ist bereits durch einen größeren Abstand der Module von der Dachfläche erreichbar (Effizienzsteigerung ca. 2% bei 5cm Mehrabstand).
Aus thermischer Sicht besonderst ungünstig sind traditionelle Indachlösungen, die ein Minimum an Hinterlüftung bieten (Effizienzminderung ca.5%).
Aus thermischer Sicht besonderst ungünstig sind traditionelle Indachlösungen, die ein Minimum an Hinterlüftung bieten (Effizienzminderung ca.5%).
Hot Spot
- H -
Hot Spots entstehen bei Abschattung einer einzelnen Solarzelle in einer Reihenschaltung auf einem Modul. Eine solche Zelle verhält sich wie ein ohmscher Widerstand und kann sich, wenn der Strom der übrigen Zellen hindurchfließt, bis zur Zerstörung erhitzen. Um dies zu vermeiden, werden Bypassdioden parallel zu den einzelnen Zellen geschaltet.
IEC 61215
- I -
Die IEC 61215 bzw. EN 61215 beschreiben auf der Grundlage möglicher Alterungseinflüsse die verschiedensten Qualifikationstests zur künstlichen Beanspruchung der Materialien von PV-Modulen. Im einzelnen werden die folgenden Beanspruchungsgruppen unterschieden:
Sonnenlicht inkl. UV
Klima (Kälte, Wärme, Feuchte, Klimawechsel)
Mechanische Belastung (Hagel, Windsog, -druck, Schnee)
Die Prüfungen gelten als bestanden, wenn nach den Qualifikationstests keine wesentlichen visuellen Schäden erkennbar sind und die Leistungsabgabe sowie die Isolationseigenschaften sich nicht oder nur unwesentlich gegenüber dem Eingangszustand verändert haben. Das Prüfzertifikat entsprechend der IEC 61215 hat sich in den vergangenen Jahren als Qualitätszeichen für kristalline PV-Module durchgesetzt. Inzwischen wird ein solches Zertifikat von den meisten Bewilligungsstellen für nationale und internationale Fördermaßnahmen gefordert.
IEC 61646 ist die entsprechende Prüfnorm für Dünnschichtmodule.
Sonnenlicht inkl. UV
Klima (Kälte, Wärme, Feuchte, Klimawechsel)
Mechanische Belastung (Hagel, Windsog, -druck, Schnee)
Die Prüfungen gelten als bestanden, wenn nach den Qualifikationstests keine wesentlichen visuellen Schäden erkennbar sind und die Leistungsabgabe sowie die Isolationseigenschaften sich nicht oder nur unwesentlich gegenüber dem Eingangszustand verändert haben. Das Prüfzertifikat entsprechend der IEC 61215 hat sich in den vergangenen Jahren als Qualitätszeichen für kristalline PV-Module durchgesetzt. Inzwischen wird ein solches Zertifikat von den meisten Bewilligungsstellen für nationale und internationale Fördermaßnahmen gefordert.
IEC 61646 ist die entsprechende Prüfnorm für Dünnschichtmodule.
Indachmontage
- I -
Bei einer Indachmontage (integrativen Montage oder auch Indachlösung) ersetzen die Module Teile der Dacheindeckung oder, als Sonderfall der Indachmontage, die gesamte reguläre Dachhaut (Ganzdachmontage).
Der Photovoltaik-Generator wird in den Dachaufbau integriert und dient in diesem Bereich als vollwertige Dachabdichtung.
Der Photovoltaik-Generator wird in den Dachaufbau integriert und dient in diesem Bereich als vollwertige Dachabdichtung.
Inselbetrieb
- I -
Beim Inselbetrieb einer Photovoltaik-Anlage wird im Gegensatz zum netzgebundenen Betrieb der erzeugte Strom nicht ins Stromnetz eingespeist, sondern vor Ort verbraucht oder in Batterien zwischengespeichert.
Inselsystem
- I -
Beim Inselsystem wird der erzeugte Strom der Photovoltaik-Anlage nicht ins Stromnetz eingespeist, sondern vor Ort verbraucht oder in Batterien zwischengespeichert.
Ein großes Potenzial für den Einsatz von Inselsystemen besteht in Entwicklungsländern,wo häufig noch weite Landstriche ohne Stromversorgung auskommen müssen. Aber auch in den Industrieländern werden durch technische Neuentwicklungen und kostensenkende Produktions-verfahren neue Potenziale erschlossen.
Ein großes Potenzial für den Einsatz von Inselsystemen besteht in Entwicklungsländern,wo häufig noch weite Landstriche ohne Stromversorgung auskommen müssen. Aber auch in den Industrieländern werden durch technische Neuentwicklungen und kostensenkende Produktions-verfahren neue Potenziale erschlossen.
ISPRA Richtlinien
- I -
ISPRA Richtlinien dienen der Bewertung von Photovoltaik-Solaranlagen. Sie wurden durch das Joint Research Center der Commission der Europäischen Gemeinschaft in Ispra (Italien) veröffentlich.
Jahresdauerlinie
- J -
Eine Jahresdauerlinie stellt den (kummulierten) Leistungsbedarf eines Versorgungsobjektes in Abhängigkeit von der jährlich benötigten Nutzungszeit dieser Leistung dar.
Jahresgang
- J -
Der Jahresgang stellt die Leistungsabgabe einer Photovoltaikanlage in Abhängigkeit der Jahreszeit dar.
Kapselung
- K -
Unter Kapselung oder Verkapselung versteht man in der Photovoltaik die Erstellung eines witterungsbeständigen Schutzes der Zellen. In der Regel werden die Zellen mit EVA-Folie im Laminierungsverfahren versiegelt.
Kilowattpeak (kwp)
- K -
KWp (oder kWpeak) ist die Maßeinheit für die genormte Leistung (Nennleistung) einer Solarzelle oder eines Solarmoduls. Der auf Solarmodulen angegebene Wert bezieht sich auf die Leistung bei Standard-Testbedingungen. Die Testbedingungen dienen zur Normierung und zum Vergleich verschiedener Solarzellen oder Solarmodule. Es wird bei 25 °C Modultemperatur und 1000 W/m² Bestrahlungsstärke (STC-Bedingungen, STC steht für Standard-Test-Conditions) gemessen. Die Bestrahlungsstärke von 1000 W/m² kommt in Mitteleuropa über ein Jahr gesehen nicht sehr häufig vor (je weiter südlich, desto häufiger). Im normalen Betrieb haben Solarmodule bzw. die Solarzellen bei dieser Einstrahlung eine wesentlich höhere Betriebstemperatur als die im Test vorgesehenen 25 °C und damit auch einen deutlich niedrigeren Wirkungsgrad.
Konzentratorzellen
- K -
Konzentratorzellen sind komplexe Zellen die aus verschiedenen übereinander gestapelten Schichten aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die einzelnen Schichten sind auf verschiedene Lichtspektren optimiert. Da die Herstellung dieser Zellen (im engl. multijunktion cells) sehr kostspielig ist, verwendet man zur optimalen Nutzung Linsen, die das Sonnenlicht auf nur wenige quadratzentimeter große Zellen bündeln.
Kurzschlussstrom
- K -
Fällt Licht auf eine unbelastete Solarzelle, baut sich eine Spannung von ca. 0,6V auf. Diese kann als Leerlaufspannung an den beiden Kontakten gemessen werden. Werden beide Kontakte über ein Strommessgerät kurzgeschlossen, kann man den Kurzschlussstrom ermitteln. Um eine vollständige Solarzellenkennlinie aufzunehmen, benötigt man einen veränderlichen Widerstand (Shunt), ein Spannungs- und ein Strommessgerät. Der Kurzschlussstrom ist linear von der Einstrahlung abhängig, das heißt, dass sich bei einer Verdopplung der Einstrahlung auch der Strom verdoppelt.
Laderegler
- L -
Der Laderegler wird bei sogenannten Inselsystemen zwischen Photovoltaik-Anlage und Akku geschaltet. Er regelt und überwacht den Ladevorgang. Weitere Funktionen sind das MPP-Tracking und der Schutz vor Tiefenentladung des Akkus.
Laminat
- L -
Unter einem Laminat versteht man in der Photovoltaik ein Solarmodul, dass über keine Aluminiumeinfassung verfügt.
Leerlaufspannung
- L -
Die Leerlaufspannung bezeichnet in der Photovoltaik die Spannung einer Zelle, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. Die Leerlaufspannung ist die größtmöglichste Spannung des Moduls. Die Spannung bleibt bei Veränderung der Einstrahlung relativ konstant und bricht erst bei unter 100W/m² zusammen.
Leistungskoeffizient
- L -
Der Leistungskoeffizient gibt an, um welchen Prozentsatz die Leistung variiert, wenn sich das Modul um 1°C erwärmt oder abkühlt. Dieser Wert sollte möglichst niedrig sein, damit das Modul an warmen Tagen eine möglichst hohe Leistung erbringen kann.
Die angegebene Modulnennleistung wird unter Standart-Test-Bedingungen bei 25° ermittelt.
Die angegebene Modulnennleistung wird unter Standart-Test-Bedingungen bei 25° ermittelt.
Leitungsband
- L -
Im sogenannten Bändermodell, mit dem die elektrische Leitfähigkeit, speziell die der Halbleiter erklärt wird, gibt es zwei Energiebänder (Leitungsband und Valenzband). Die Valenzelektronen - die als Ladungsträger dienen- befinden sich im Valenzband; das Leitungsband ist nicht mit Elektronen besetzt. Wird jedoch einem Halbleiter eine thermische oder photonische Energiemenge zugeführt, die im Bereich der Bandlücke liegt, so werden Valenzelektronen in das Leitungsband angeregt. Diese Elektronen im Leitungsband können Energie von einem elektrischen Feld aufnehmen und machen das Material (zusammen mit den entstandenen Defektelektronen, d. h. "Löchern" im Valenzband) leitfähig.
Lichtfalle
- L -
Das in eine Solarzelle eingedrungene Licht wird durch Reflexion an den inneren Grenzflächen daran gehindert, diese zu verlassen, bevor es absorbiert werden kann. Interessant ist dieser Effekt besonders für Dünnschichtsolarzellen.
Lochsäge
- L -
Die Lochsäge findet bei der Herstellung der Siliziumscheiben (Wafer) Verwendung. Das Sägeblatt einer Lochsäge ist ein sehr dünnes Stahlblech, das wie ein Trommelfell über eine drehbare Trommel gespannt wird. Das Stahlblech hat im Zentrum ein Loch, dessen Rand mit Diamantsplittern besetzt ist. Die Schnittverluste betragen nur 0,2 bis 0,3 Millimeter.
Laminieren
- L -
Laminieren bezeichnet den Prozeß der Verkapselung von Solarzellen in einer Vakuumkammer. Unter Einwirkung von Unter- und Überdruck werden bei ca. 150° C die Zellen mit EVA-Folie umschlossen.
Majoritätsladungsträger
- M -
Bezeichnung der Ladungsträgerart eines Halbleiters, die je nach Dotierung häufiger vorkommt.
Beim photovoltaischen Effekt entstehen aufgrund der Absorption der eindringenden Photonen Elektronen-Loch-Paare. In der p-Zone befinden sich die Elektronen in der Minderheit (Minoritätsträger), während die Löcher hier die Majoritätsträger sind. Bei n-Dotierung sind die Majoritätsträger die Elektronen.
Beim photovoltaischen Effekt entstehen aufgrund der Absorption der eindringenden Photonen Elektronen-Loch-Paare. In der p-Zone befinden sich die Elektronen in der Minderheit (Minoritätsträger), während die Löcher hier die Majoritätsträger sind. Bei n-Dotierung sind die Majoritätsträger die Elektronen.
Maximum Power Point
- M -
Im sog. Maximum Power Point ( MPP ) liefert eine Solarzelle die maximale Leistung. Den Maximum-Power-Point zu bestimmen (MPP-Tracking)ist die Aufgabe des Wechselrichters.
MIS-Zelle
- M -
MIS-Zelle ist die Abkürzung für Metal-Insulator-Silicon, engl. für Metall-Isolator-Silizium. Dieser Solarzellentyp enthält im Unterschied zu den konventionellen Solarzellen keinen pn-Übergang. Die Funktion der Ladungstrennung erfüllt hier eine elektrische Inversionsschicht aus Siliziumdioxid mit eingebauten Cäsiumatomen. Der Vorteil liegt in der Vereinfachung des Herstellungsprozesses, bei der keine Hochtemperaturschritte zur Dotierung benötigt werden.
Modul
- M -
Module sind verschaltete Solarzellen, die witterungsbeständig verkapselt wurden. Sie stellen die Hauptkomponente einer Photovoltaik-Solaranlage dar.
Modulwirkungsgrad
- M -
Der Modulwirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen der abgegebenen elektrischen Leistung und der eingestrahlten Leistung eines Solarmoduls an. Ein Wirkungsgrad von 10% bedeutet, dass für ein kWpeak Modulleistung 10m² Fläche benötigt werden. Bei einem Wirkungsgrad von 12,5% benötigt man nur 8m² Fläche zur Installation eines kWpeaks. Höhere Wirkungsgrade führen zu mehr Leistung bei gleicher Fläche.
Monokristallin
- M -
Unter monokristallin versteht man das in einem besonderen Herstellungsverfahren gewonnene Silizium für die Zellproduktion. Monokristallin, weil der Siliziumblock aus einem einzigen Kristall besteht und somit eine vollständig homogene (gleichmäßige) Anordnung der Atome aufweist.
Die Herstellung eines monokristallinen Materials, das sogenannte Ziehen eines Einkristalls, ist ein aufwendiger und energieintensiver Prozeß, weshalb monokristallines Silizium als Ausgangsstoff für Solarzellen teurer ist als polykristallines oder amorphes Silizium.
MPP-tracking
- M -
MPP-Tracking bezeichnet das Suchen des Wechselrichters nach dem Maximum-Power-Point ( MPP ).
Nachführung
- N -
Unter Nachführung (engl. Tracking) versteht man in der Photovoltaik die Möglichkeit die Generatorfläche permanent dem Sonnenstand anzupassen. Man unterscheidet einachsige und zweiachsige Nachführungssysteme. Die mögliche Ertragssteigerung von einachsigen Systemen liegt in Deutschland bei 15-20%, bei zweiachsigen Systemen können bis zu 30% erreicht werden.
Neigungswinkel
- N -
Der Neigungswinkel bezeichnet den Winkel zwischen der Horizontalen/Vertikalen und des Stromgenerators (der Solarmodule). Er ist mitentscheident für die Effizienz der Photovoltaik-Anlage. Die ideale Neigung ist vom jeweiligen Breitengrad bestimmt und liegt in Deutschland bei 29-34°. Neben der Neigung ist der Azimut (Abweichung von der idealen Südausrichtung) für die Prüfung der grundsätzlichen Geeignetheit einer Fläche zum Einbau einer Photovoltaik-Anlage entscheident.
Nennleistung
- N -
Die Nennleistung beschreibt in der Photovoltaik die maximal mögliche Leistungsabgabe bei Standard-Test-Bedingungen (STC).
Netzgebunden
- N -
Netzgebunden bezeichnet die Anbindung der Photovoltaik-Anlage an ein öffentliches Stromnetz. Der erzeugte Strom wird hierbei ins öffentliche Stromnetz eingespeisst und vergütet (zur Vergütung siehe Förderung).
Im Gegensatz zu Inselsystemen, bei denen die PV-Anlage nicht ans Stromnetz angeschlossen wird.
Netzkopplung
- N -
Unter netzgekoppelt versteht man eine Photovoltaik-Anlage, die an ein öffentliches Stromnetz angeschlossen ist. Der erzeugte Strom wird hierbei ins öffentliche Stromnetz eingespeisst und vergütet (zur Vergütung siehe Förderung).
Im Gegensatz zu Inselsystemen, bei denen die PV-Anlage nicht ans Stromnetz angeschlossen wird.
Im Gegensatz zu Inselsystemen, bei denen die PV-Anlage nicht ans Stromnetz angeschlossen wird.
Oberflächenstrukturierung
- O -
Oberflächenstrukturierung (Textur) bezeichnet ein Verfahren zur Behandlung der Solarzellenoberfläche. Durch mechanische und chemische Manipulationen der Oberfläche wird eine verbesserte Einstrahlung der Sonnenlichtes erreicht ( zB. Pyramidenstrukturen).
Panel
- P -
Panel ist die englische Bezeichnung für den Photovoltaik-Stromgenerator. Dieser besteht aus den miteinander verschalteten Module.
Passivierung
- P -
Passivierung bezeichnet die Unterbindung von unerwünschten Rekombinationen der Ladungsträger in einer Halbleiteroberfläche. Eine Form der Passivierung ist die Aufbringung einer SiO2-Schicht auf der Halbleiteroberfläche.
Peakleistung
- P -
Die Leistungsabgabe einer Solarzelle wird durch zahlreiche Faktoren bestimmt. Die Intensität dieser Faktoren werden im STC-Verfahren festgelegt, um die maximal mögliche Leistung eines Solarmodules ( Peak-Leistung) zu bestimmen. Sie wird in Watt gemessen und als Wp (Watt, Peak) angegeben.
Die Peakleistung basiert auf Messungen unter STC-Bedingungen die in der Realität nur sehr bedingt anzutreffen sind. Wichtig für die Bemessung der Qualität (Effizienz) einer Anlage ist der (Umwandlungs-) Wirkungsgrad, der angibt, welcher Teil der Strahlungsenergie in nutzbaren elektrischen Strom verwandelt wird.
(siehe auch Performance-Ratio)
Die Peakleistung basiert auf Messungen unter STC-Bedingungen die in der Realität nur sehr bedingt anzutreffen sind. Wichtig für die Bemessung der Qualität (Effizienz) einer Anlage ist der (Umwandlungs-) Wirkungsgrad, der angibt, welcher Teil der Strahlungsenergie in nutzbaren elektrischen Strom verwandelt wird.
(siehe auch Performance-Ratio)
Performance Ratio
- P -
Die Performance Ratio ist definiert als das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen und dem theoretisch möglichen Energieertrag einer Photovoltaik-Anlage. Die Perfomance Ratio ist ein geeignetes Bewertungskriterium zur Feststellung der Qualität der Anlagenkonfiguration, weil Sie alle Komponenten und ihr Zusammenspiel berücksichtigt. Sie ist unabhängig von der Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage und der Globalstrahlung.
Photoelktrochemische Solarzelle
- P -
Eine photoelektrochemische Solarzelle arbeitet auf der Basis eines Elektrolyten. Die Absorption und der Transport der Ladungsträger sind in dieser Zelle entkoppelt. Die Absorption findet in der Sensibilisierungsschicht statt, im Elektrolyt findet der Ladungstransport durch Ionen statt.
Photon
- P -
Photon ist ein Elementarteilchen, das sich als Energiepaket innerhalb eines Atoms bewegt. In einer Solarzelle kann es seine Energie zur Erzeugung von Elektronen-Loch-Paaren abgeben.
Anschaulich gesprochen sind Photonen die Bausteine elektromagnetischer Strahlung, so etwas wie Lichtteilchen.
Anschaulich gesprochen sind Photonen die Bausteine elektromagnetischer Strahlung, so etwas wie Lichtteilchen.
Photovoltaik
- P -
Photovoltaik ( PV ) beschreibt eine Technik zur Umwandlung von Sonnenenergie, präziser ausgedrückt der Photonenstrahlung der Sonne, in elektrische Energie. Zur Umwandlung verwendet man Solarzellen. Hierzu werden Halbleitermaterialien wie Silizium, Gallium-Arsenid , Cadmium-Tellurid oder Kupfer- Indium-Diselenid eingesetzt. Am weitesten verbreitet ist die kristalline Siliziumsolarzelle.
Photovoltaisches Prinzip
- P -
Das photovoltaische Prinzip beschreibt die Entstehung einer elektrischen Spannung in einem Halbleiter, einem Farbstoffmolekül oder ähnlichem, wenn bei Einstrahlung von Licht die Ladungsträger angeregt werden. Extrahiert man diese Ladungsträger, so kann man elektrische Energie in Form von Strom gewinnen. Das photovoltaische Prinzip wurde im Jahr 1839 von Becquerel entdeckt.
Polykristallin
- P -
Polykristallin bezeichnet eine kristalline Zelle in der Photovoltaik, die im sog. Blockgussverfahren hergestellt wird. Bei diesem Verfahren erstarrt das Silizium und bildet die bekannten bläulich schimmernden Strukturen aus. Das Material ist im Gegensatz zur monokristallinen Zelle nicht homogen. An den Erstarrungsrändern kommt es durch Lichtbrechung zu geringen Wirkungsgradverlusten.
Quantenausbeute
- Q -
Die Quantenausbeute einer Solarzelle beschreibt das Verhältnis zwischen der Anzahl der gesammelten Elektronen und der Anzahl der eingestrahlten Photonen in Abhängigkeit von der Wellenlänge.
Der Wirkungsgrad der photovoltaischen Energieumwandlung ist für die praktische Anwendung von Photovoltaik-Anlagen von ausschlaggebender Bedeutung. Bei den klassischen photovoltaischen Einrichtungen, wie Solarzellen, kann die Generationsquantenausbeute GQE, also die Anzahl der erzeugten Elektronen-Loch-Paare pro Strahlungsquant, maximal gleich 1 werden. Damit wird auch die meßbare interne Quantenausbeute IQE maximal gleich 1. Bisher wurde angenommen, daß der Wert 1 nicht überschritten werden kann, und daß der Anteil der Photonenenergie, der die von der Bandlücke des Halbleiters abhängige, für die Erzeugung eines Elektronen-Loch-Paares erforderliche Energie übersteigt, als Wärme verloren geht.
Der Wirkungsgrad der photovoltaischen Energieumwandlung ist für die praktische Anwendung von Photovoltaik-Anlagen von ausschlaggebender Bedeutung. Bei den klassischen photovoltaischen Einrichtungen, wie Solarzellen, kann die Generationsquantenausbeute GQE, also die Anzahl der erzeugten Elektronen-Loch-Paare pro Strahlungsquant, maximal gleich 1 werden. Damit wird auch die meßbare interne Quantenausbeute IQE maximal gleich 1. Bisher wurde angenommen, daß der Wert 1 nicht überschritten werden kann, und daß der Anteil der Photonenenergie, der die von der Bandlücke des Halbleiters abhängige, für die Erzeugung eines Elektronen-Loch-Paares erforderliche Energie übersteigt, als Wärme verloren geht.
Raumladungszone
- R -
Die Raumladungszone bezeichnet den Bereich innerhalb der Solarzelle, in dem Ladungen der n-dotierten und p-dotierten Seite diffundieren (p-n-Übergang). Dort bildet sich ein elektirsches Feld aus.
Reflexionsstrahlung
- R -
Die von der Umgebung auf eine Empfangsfläche geworfene direkte und diffuse Sonnenstrahlung wird als reflektierte Solarstrahlung (Reflexionsstrahlung) bezeichnet.
Helle Reflexionsflächen, welche die Sonneneinstrahlung auf einen nahe liegenden PV-Generator reflektieren, erhöhen den Stromertrag.
Helle Reflexionsflächen, welche die Sonneneinstrahlung auf einen nahe liegenden PV-Generator reflektieren, erhöhen den Stromertrag.
Roll-to-roll Prozess
- R -
Der roll-to-roll Prozess ist ein billiger industrieller Produktionsprozeß für Dünnschichtsolarzellen auf Basis von Metall- oder Plastikfolie. Dabei wird das flexible Substrat von einer Rolle abgewickelt, in den Prozeßkammern beschichtet und am anderen Ende einer solchen Produktionslinie wieder aufgerollt.
Schatten
- S -
Schatten bzw. Verschattungen auf der Generatorfläche sollten weitestgehend vermieden werden. Schatten werden in sogenannte Kernschatten und Halbschatten unterschieden. Kernverschattungen sind für die Photovoltaik-Anlage noch weitaus kritischer. Der Schattenwurf von Kernverschattungen errechnet sich durch die Multiplikation des Durchmessers des verschattenden Objektes mit 108.
Schutzklasse
- S -
Die Schutzklasse ( IP ) beschreibt in der Photovoltaik die Einsatzmöglichkeiten von Wechselrichtern. Die Erste Ziffer beschreibt den Schutz gegen mechanische Beanspruchung (Berührungsschutz und Fremdkörperschutz). Die zweite Kennziffer den Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Wasser. Je höher die Zahl, desto höher der Schutz.
Beispiele:
IP54 = Staubgeschützt / gegen Spritzwasser aus allen Richtungen geschützt
IP65 = Staubdicht / gegen Strahlwasser aus allen Richtungen geschützt
Beispiele:
IP54 = Staubgeschützt / gegen Spritzwasser aus allen Richtungen geschützt
IP65 = Staubdicht / gegen Strahlwasser aus allen Richtungen geschützt
Schutzklasse II
- S -
Die Schutzklasse II ( SLKII ) ist in eine Prüfnorm für Photovoltaik-Module hinsichtlich ihrer elektrischen Betriebssicherheit, die erforderlich ist, wenn es im Solargenerator zu Gleichstromspannungen über 120 V kommt.
Sensibilisierungsschicht
- S -
Sensibilisierungsschicht ist eine lichtabsorbierende Schicht in einer photoelektrochemischen Solarzelle.
Serienschaltung
- S -
Die Serienschaltung ( Serienverschaltung ) findet bei der Herstellung großflächiger Module in der Dünnschichttechnik Verwendung. Dabei werden die Materialien mit einen Laser oder durch mechanisches Kratzen in 0,5 bis 2cm breite Zellstreifen geschnitten. Eine Verbindung der Vorderseite einer Solarzelle mit der Rückseite der Nachbarzelle ergibt die Serienschaltung. Die Möglichkeit der integrierten Serienverschaltung ist neben der Materialersparnis ein Hauptvorteil der Dünnschichttechnik.
Solarenergie
- S -
Solarenergie ist der Oberbegriff für alle von der Sonne zur Erde gelangenden Energie. Man unterscheidet die wärmeerzeugende Solarthermie, welche sich die Infrarotstrahlung der Sonne zu Nutze macht, von der Photovoltaik, welche die Umwandlung der Photonenstrahlung der Sonne in elektrische Energie bezeichnet.
Solarkonstante
- S -
Die Intensität der Sonnenstrahlung außerhalb der Erdatmosphäre ist abhängig vom Abstand zwischen Sonne und Erde. Im Verlauf eines Jahres bewegt sich dieser zwischen 147 mrd. und 152 mrd. km. Hierdurch schwankt die Bestrahlungsstärke Eu zwischen 1.325 W/m² und 1.412 W/m². Der Mittelwert wird als Solarkonstante bezeichnet:
Solarkonstante: Eo=1.367 W/m2
Solarkonstante: Eo=1.367 W/m2
Solarsilizium
- S -
Solarsilizium (Solarsilicium ) ist für die Photovoltaik aufbereitetes Silizium mit entsprechenden Reinheitsgrad. Das für die Photovoltaik verwendete Silizium darf nur eine Verunreinigung von einem Milliardstel Prozent aufweisen.
Solarthermie
- S -
Solarthermie bezeichnet eine Technologie zur Nutzung der Infrarotstrahlung der Sonne.
Solarzelle
- S -
Die Solarzelle ist ein elektronisches Bauteil, das absorbiertes Licht direkt in elektrische Energie (Strom) umwandeln kann.
Sonnenäquivalentstunden
- S -
Die Sonnenäquivalentstunden ergeben sich durch die Division des Jahresertrages einer Photovoltaik-Anlage (in kWh) durch ihre Maximalleistung (in kWp).
Sonneneinstrahlung
- S -
Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus der Strahlung, die von der Sonne kommt und sich aus direkten und indirekten Anteilen zusammensetzt. Hierzu zählen die Reflexionsstrahlung der Umgebung, z. B. stark reflektierende Schneeflächen, die Strahlung des blauen Himmels sowie sonstige diffuse Strahlung.
Für die genaue Berechnung der Energie, die auf eine Fläche trifft, ist der Winkel zwischen Sonnenstrahl und Fläche entscheidend (Einstrahlwinkel). Dieser ändert sich je nach Tages- und Jahreszeit.
Für die genaue Berechnung der Energie, die auf eine Fläche trifft, ist der Winkel zwischen Sonnenstrahl und Fläche entscheidend (Einstrahlwinkel). Dieser ändert sich je nach Tages- und Jahreszeit.
Sonnenkollektor
- S -
Der Sonnenkollektor ist die wichtigste Komponente einer Solarthermie-Solaranlage. Er wandelt absorbiertes Sonnenlicht direkt in Wärme um. Diese wird durch eine Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität (z. B. Wasser oder Öl) aufgenommen, transportiert und in einem Wärmetauscher an das umströmende Brauchwasser abgegeben.
Sonnenstunden
- S -
Die Sonnenstunden sind die Stunden im Jahr, während dessen die Sonneneinstrahlung ohne Wolkenverschattung auf die Erde fällt.
Standard
- S -
Der Standort ist für den Ertrag einer Photovoltaik-Anlage ganz entscheident. Als Faktoren der Standortqualität sind sowohl die geografische Positionierung, als auch der Aufstellwinkel der Solarmodule und deren Ausrichtungsabweichung von ideal Süden (Azimut) zu nennen.
Standard-Test-Bedingungen
- S -
Standard-Test-Conditions (Abk. STC), zu deutsch Standard-Test-Bedingungen, sind normierte Test-bedingungen.
Bei einer senkrechten Einstrahlung von 1000W/m², einer Temperatur von 25 Grad Celsius und einer Air Mass von 1,5 werden die elektrischen Daten von Solarmodulen bestimmt.
Durch die Standard-Test-Bedingungen wird ein Leistungsvergleich verschiedener Solarmodule möglich.
Bei einer senkrechten Einstrahlung von 1000W/m², einer Temperatur von 25 Grad Celsius und einer Air Mass von 1,5 werden die elektrischen Daten von Solarmodulen bestimmt.
Durch die Standard-Test-Bedingungen wird ein Leistungsvergleich verschiedener Solarmodule möglich.
Stapelsolarzelle
- S -
Eine Stapelsolarzelle besteht aus zwei (Tandemzellen), drei (Tripelsolarzellen) oder mehr übereinanderliegenden Solarzellen, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Bandlücke unterschiedliche Bereiche des Sonnenspektrums ausnutzen. Stapelzellen reduzieren zudem den Alterungseffekt von Dünnschichtzellen, da die einzelnen Schichten dünner und damit unempfindlicher gegen Lichtalterung sind.
String
- S -
Ein String bezeichnet mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen eines Moduls. Der Begriff String ist auch gebräuchlich für die Reihenverschaltung der Solarmodule innerhalb des Stromgenerators. Ein Stromgenerator besteht in der Regel aus mehreren Strings (Strängen).
Stromgenerator
- S -
Der Stromgenerator bezeichnet in der Photovoltaik die Gesamtheit der verbauten und miteinander verschalteten Solarmodule.
Substrat
- S -
Substrate sind Trägermaterialien für die Herstellung von Solarzellen. In Frage kommen Glas, Metall- und Kunststoffolie, Wafer.
Systemwirkungsgrad
- S -
Der Systemwirkungsgrad berücksichtigt alle Komponenten einer Photovoltaik-Anlage. Er gibt Auskunft über den Anteil der in Form von Sonneneinstrahlung zur Verfügung stehenden Energie zur tatsächlich gewonnenen elektrischen Energie, die zur Nutzung auf der Wechselstromseite anliegt.
Tageslastlinie
- T -
Tageslastlinie (Tageslastganglinie) bezeichnet die (öffentliche) Nachfrage nach Strom im Tagesverlauf. Die Übereinstimmung von Tageslastlinie und Stromertrag ist insbesondere bei einem Photovoltaik-Inselsystem von Bedeutung.
Tandemsolarzelle
- T -
Eine Tandemsolarzelle ist eine Form der sog. Stapelzellen. Bei der Tandemzelle werden zwei Zellen mit unterschiedlich optimierten Lichtspektren übereinander gestapelt.
TCO
- T -
TCO ist die (engl.) Abkürzung für Transparent Conductive Oxide.
TCO-Schichten spielen in Dünnschicht-Photovoltaikmodulen aus Silizium aus zwei Gründen eine zentrale Rolle. Erstens müssen sie eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um den Solarstrom möglichst widerstandsfrei zu transportieren; zweitens fängt diese Schicht das Licht ein und leitet es durch die photoaktive Siliziumschicht. Die optische Absorption der TCO-Schicht muss gering, das sogenannte Lichteinfangpotenzial (light trapping) möglichst groß sein. Letztlich beeinflussen diese Faktoren die Leistung der Solarmodule und senken direkt die Kosten pro Watt peak.
TCO-Schichten spielen in Dünnschicht-Photovoltaikmodulen aus Silizium aus zwei Gründen eine zentrale Rolle. Erstens müssen sie eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um den Solarstrom möglichst widerstandsfrei zu transportieren; zweitens fängt diese Schicht das Licht ein und leitet es durch die photoaktive Siliziumschicht. Die optische Absorption der TCO-Schicht muss gering, das sogenannte Lichteinfangpotenzial (light trapping) möglichst groß sein. Letztlich beeinflussen diese Faktoren die Leistung der Solarmodule und senken direkt die Kosten pro Watt peak.
Tedlar
- T -
Tedlar ist eine UV-beständige Polyvinylfluorid-Folie (PVF), die bei der Laminierung von Solarmodulen auf deren Unterseite Verwendung findet. Durch das enthaltene Fluor erfolgt eine stärkere chemische Bindung als in normalen Polymeren, was zu einer deutlichen Verbesserung der Eigenfestigkeit führt. Dadurch ist Tedlar beständig gegen Sonnenstrahlen, Lösungsmittel, Säuren, Basen, Feuchtigkeit und Oxydation.
Temperaturkoeffizient
- T -
Der Temperaturkoeffizient gibt an, um wieviel sich die Leerlaufspannung bzw. die Leistung und somit der Wirkungsgrad einer Solarzelle oder eines Moduls pro Grad Celsius verringert, wenn die Zellentemperatur zunimmt. Da kristalline Solarzellen einen vergleichsweise hohen negativen Temperaturkoeffizienten haben, ist eine ausreichende Hinterlüftung empfehlenswert. Untersuchungen haben haben ergeben, dass bereits eine Vergrößerung des Generatorabstandes von der Dachfläche um 5 cm einen Mehrertrag von 2-3% ermöglicht.
Der Temperaturkoeffizient von kristallinen Modulen liegt in der Regel bei ca. -0,45 (%/°C). Besondere kristalline Zellen kommen auf einen Wert von -0,3 (%/°C). Dünnschichtmodule haben Werte unterhalb -0,2 (%/°C).
Der Temperaturkoeffizient von kristallinen Modulen liegt in der Regel bei ca. -0,45 (%/°C). Besondere kristalline Zellen kommen auf einen Wert von -0,3 (%/°C). Dünnschichtmodule haben Werte unterhalb -0,2 (%/°C).
Textur
- T -
Unter Textur versteht man in der Photovoltaik die Oberflächenstruktur einer Solarzelle bzw. eines Solarmoduls.
Theoretischer Wirkungsgrad
- T -
Der theoretischer Wirkungsgrad definiert den Wirkungsgrad unter idealen Bedingungen.
Total area
- T -
Total area ist die engl. Bezeichnung Gesamtfläche. Die Gesamtfläche ist bei der Bestimmung des Wirkungsgrades von Solarmodulen von Bedeutung.
Tracking
- T -
Tracking ist die englische Bezeichnung für Nachführung.
Tripelsolarzelle
- T -
Tripelsolarzelle ist eine Form der sog. Stapelzelle. Bei der Tripelsolarzelle werden drei Zellen mit unterschiedlich optimierten Lichtspektren übereinander gestapelt.
Valenzband
- V -
Im sogenannten Bändermodell, mit dem die elektrische Leitfähigkeit, speziell die der Halbleiter erklärt wird, gibt es zwei Energiebänder (Leitungsband und Valenzband). Das Valenzband ist das höchste Energieband, das noch mit an das Atom gebundenen Elektronen besetzt sein kann. Die Bezeichnung Valenzband rührt daher, dass die äußeren und damit am schwächsten an das Atom gebundenen Elektronen eines Atoms seine Valenz-Elektronen sind.
Wafer
- W -
Wafer (engl. Waffel oder Oblate) ist in der Photovoltaik die Bezeichnung für eine, kreisrunde oder quadratische, Scheibe auf der photoelektrische Beschichtungen durch verschiedene technische Verfahren hergestellt werden.
Zur Herstellung der Wafer werden die sog. Ingots (Siliziumblöcke), im Drahtsägeverfahren in quadratische Scheiben (pseudoquadratische Scheiben) von typischerweise 100 mm bis 210 mm Kantenlänge und 0,2 mm bis 0,3 mm Dicke geschnitten. Der Wafer ist die Ausgangskomponente für die Herstellung kristalliner Silizium-Solarzellen. Dieser so genannte Silizium-Wafer wird dann von allen Seiten angeätzt und gereinigt. Dabei wird der oberflächennahe Bereich entfernt, der durch das Schneiden des Siliziums geschädigt wurde.
Die Wafer, die mehrere Bearbeitungsschritte durchlaufen haben, werden teilweise einzeln verbaut, meist aber zu Solarmodulen zusammengelötet. Dabei werden die Wafer in Reihe geschaltet, wodurch sich die elektrische Spannung erhöht.
Zur Herstellung der Wafer werden die sog. Ingots (Siliziumblöcke), im Drahtsägeverfahren in quadratische Scheiben (pseudoquadratische Scheiben) von typischerweise 100 mm bis 210 mm Kantenlänge und 0,2 mm bis 0,3 mm Dicke geschnitten. Der Wafer ist die Ausgangskomponente für die Herstellung kristalliner Silizium-Solarzellen. Dieser so genannte Silizium-Wafer wird dann von allen Seiten angeätzt und gereinigt. Dabei wird der oberflächennahe Bereich entfernt, der durch das Schneiden des Siliziums geschädigt wurde.
Die Wafer, die mehrere Bearbeitungsschritte durchlaufen haben, werden teilweise einzeln verbaut, meist aber zu Solarmodulen zusammengelötet. Dabei werden die Wafer in Reihe geschaltet, wodurch sich die elektrische Spannung erhöht.
Watt Peak
- W -
Watt Peak ( W/p ) ist das Maß für die Leistungsfähigkeit von Solarzellen. Im sog. STC-Verfahren werden die Werte für eine Zelle, bzw. ein Modul gemessen.
Wechselrichter
- W -
Wechselrichter wandelt den vom Stromgenerator erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom. Moderne Die Wechselrichterwirkungsgrade erreichen Werte von bis zu 98%. D.h. die Verluste bei der Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom liegen unter 2%.
Wirkungsgrad
- W -
Der Wirkungsgrad ist allgemein das Verhältnis von abgegebener Leistung zu zugeführter Leistung (Verhältnis der nutzbaren zur eingesetzten Energie).
Der Wirkungsgrad ? (sprich: eta) einer Solarzelle oder eines Moduls ist definiert als das Verhältnis zwischen der abgegebenen elektrischen Leistung und der eingestrahlten Leistung. Weil der Wirkungsgrad eine flächenunabhängige Größe ist, muß man bei der Angabe immer darauf achten, welche Fläche zur Berechnung herangezogen wurde, z. B. die gesamte Modulfläche oder nur die aktive Zellfläche.
Der Wirkungsgrad einer Solarzelle bestimmt letztlich die benötigte Fläche zur Installation eines kWpeak. Je höher der Wirkungsgrad, desto weniger Fläche benötigt man. Ein Modul mit einem Wirkungsgrad von 10% benötigt 10m² Fläche für die Installation eines kWpeak. Ein aktuelles polykristalines Standardmodul hat derzeit rund 12,5% Wirkungsgrad und benötigt somit ca. 8m² Fläche zur Installation eines kWpeak.
Dies bedeutet, dass bei einer gegebenen Fläche (Regelfall) der maximale Stromertrag mit dem Modul mit dem höchsten Wirkungsgrad erzielt wird. Die Rendite einer Photovoltaik-Anlage ist allerdings auch vom Preis des eingesetzten Moduls abhängig.
Der Wirkungsgrad ? (sprich: eta) einer Solarzelle oder eines Moduls ist definiert als das Verhältnis zwischen der abgegebenen elektrischen Leistung und der eingestrahlten Leistung. Weil der Wirkungsgrad eine flächenunabhängige Größe ist, muß man bei der Angabe immer darauf achten, welche Fläche zur Berechnung herangezogen wurde, z. B. die gesamte Modulfläche oder nur die aktive Zellfläche.
Der Wirkungsgrad einer Solarzelle bestimmt letztlich die benötigte Fläche zur Installation eines kWpeak. Je höher der Wirkungsgrad, desto weniger Fläche benötigt man. Ein Modul mit einem Wirkungsgrad von 10% benötigt 10m² Fläche für die Installation eines kWpeak. Ein aktuelles polykristalines Standardmodul hat derzeit rund 12,5% Wirkungsgrad und benötigt somit ca. 8m² Fläche zur Installation eines kWpeak.
Dies bedeutet, dass bei einer gegebenen Fläche (Regelfall) der maximale Stromertrag mit dem Modul mit dem höchsten Wirkungsgrad erzielt wird. Die Rendite einer Photovoltaik-Anlage ist allerdings auch vom Preis des eingesetzten Moduls abhängig.
Zelltypen
- Z -
Man unterscheidet in der Photovoltaik verschiedene Zelltypen bzw. Zellarten. Zunächst unterscheidet man die kristallinen Zellen von den Dünnschichtzellen.
Zertifizierung
- Z -
Die Zertifizierung eines Solarmoduls findet auf der Grundlage feststehender Normen statt, insbesondere den Normen IEC 61215 (kristalline Dickschichtmodule) und IEC 61464 (Dünnschichtmodule), sowie der neueren Norm IEC 61730 die eine SKLII Prüfung inkludiert.
Zonenschmelzverfahren
- Z -
Das Zonenschmelzverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung von hochreinem Silizium.
Ein schon vorbereiteter, gereinigter Stab (oder eine Säule) mit noch polykristalliner Kristallstruktur wird an einem Ende aufgeschmolzen. Damit das Material gleichmäßig aufschmilzt, rotiert der Stab langsam. Der aufgeschmolzene Bereich wird mit einem Impfkristall in Berührung gebracht und wächst unter Annahme seiner Kristallstruktur an ihm an. Diese sog. Schmelzzone wird nun langsam durch den Stab bewegt. Die wieder erkaltende Schmelze erstarrt über die gesamte Materialbreite mit einer einheitlichen Kristallstruktur, es bildet sich also hinter der Schmelzzone der gewünschte Einkristall.
Dieses Verfahren ist jedoch mit sehr hohen Kosten und einem hohen energieaufwand verbunden, so dass sich für die Siliziumproduktion für Solarzellen andere Verfahren durchgestzt haben.
Ein schon vorbereiteter, gereinigter Stab (oder eine Säule) mit noch polykristalliner Kristallstruktur wird an einem Ende aufgeschmolzen. Damit das Material gleichmäßig aufschmilzt, rotiert der Stab langsam. Der aufgeschmolzene Bereich wird mit einem Impfkristall in Berührung gebracht und wächst unter Annahme seiner Kristallstruktur an ihm an. Diese sog. Schmelzzone wird nun langsam durch den Stab bewegt. Die wieder erkaltende Schmelze erstarrt über die gesamte Materialbreite mit einer einheitlichen Kristallstruktur, es bildet sich also hinter der Schmelzzone der gewünschte Einkristall.
Dieses Verfahren ist jedoch mit sehr hohen Kosten und einem hohen energieaufwand verbunden, so dass sich für die Siliziumproduktion für Solarzellen andere Verfahren durchgestzt haben.
Zulassung
- Z -
Ein technisches Gerät, das innerhalb der EU verkauft werden soll, muß bestimmten Anforderungen genügen. Für Solarmodule sind diese in den Normen ISPRA 503, IEC 61215 (IEC 61646), aktuell IEC 61730 festgelegt. Für Solargeneratoren mit Spannungen über 120 VDC ist darüber ninaus die Schutzklasse II (SKLII) einzuhalten, die in der IEC 61730-Prüfung inkludiert ist.
