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Glossar
Azimutwinkel (ß) und Neigungswinkel (α)
Zur effektiven Nutzung der Sonnenstrahlung werden Module und
Kollektoren so ausgerichtet, dass die solare Ernte möglichst groß
ausfallen kann. Hierbei spielen neben dem Einfallswinkel der
Sonne auch der „Azimutwinkel" und der Neigungswinkel der
Module bzw. Kollektoren eine Rolle. Der Azimutwinkel (ß) gibt an,
wie viel Grad die Flächen von Modul oder Kollektor von der exak-
ten Südausrichtung abweichen. Der Neigungswinkel (α) betrifft die
Abweichung von der Horizontalen. Untersuchungen belegen,
dass Solaranlagen mit einem Azimutwinkel von etwa 0° und
einem Neigungswinkel um 30° optimal ausgerichtet sind. Doch
kleinere Abweichungen sind nicht unbedingt problematisch: Bei
der Orientierung nach Südost oder Südwest können noch immer
rund 95 % der möglichen Ernte eingefahren werden. Größere
Anlagen werden zur Steigerung der Erträge mit Elektromotoren
der Sonne nachgeführt. Siehe auch Nachführung.
Bei Messungen mit dem PROFITEST PV ist die exakte Ausrich-
tung des Einstrahlungssensors mit den Modulen äußerst wichtig.
Der Sensor muss „denselben Himmel sehen" wie die Module.
Dabei ist zu berücksichtigen, das durch Reflektionen in der
Umgebung (durch Hauswände oder andere helle Flächen) der
Lichteinfall auf die Module und den Sensor stark beeinflusst wer-
den kann.
Dachneigung
Auch wenn bei der Planung einer Solaranlage (beispielsweise bei
einer Online-Berechnung) nach der Dachneigung gefragt wird,
kommt es nicht auf die Neigung des Daches, sondern auf die
Neigung der Kollektoren an. Durch entsprechende Aufständerung
und Halterungen können Kollektoren auch bei ungünstiger
Dachneigung oder Dachausrichtung in eine geeignete Position
gebracht werden.
Damit die Sonnenstrahlung bestmöglich genutzt wird, sollte sie im
rechten Winkel auf den Kollektor treffen. Der optimale Neigungs-
oder Aufstellwinkel entspricht der geografischen Breite eines
Ortes. (Freiburg z. B. liegt am 48. Breitengrad und Lübeck am
54. Breitengrad.) Da die Sonne im Sommer höher und im Winter
tiefer steht, kommt es darauf an, in welcher Jahreszeit die Solar-
anlage vorwiegend genutzt werden soll. Photovoltaikanlagen z. B.
bringen den besten Ertrag an den langen Tagen des Sommers,
während thermische Solaranlagen zur Heizungsunterstützung im
Winter gebraucht werden. Als Faustregel für den Aufstellwinkel gilt
bei Sommernutzung der Breitengrad minus 10°, für die Winternut-
zung der Breitengrad plus 10°.
Nicht zu verwechseln mit der Neigung ist die Ausrichtung (Azi-
mutwinkel) nach Süden. In der Praxis bringen kleinere Abwei-
chungen von der optimalen Neigung oder Ausrichtung nur eine
geringfügige Ertragsminderung. Eine zeitweise Verschattung der
Kollektoren beeinträchtigt den Ertrag mehr.
DC
Abk. für direct current = Gleichstrom, wie er von Solarzellen bzw.
-modulen erzeugt und in Akkumulatoren gespeichert wird. Wer-
den mehrere Solarzellen in Reihe zu einem Modul geschaltet,
addieren sich die Spannungen.
Degradationsverhalten
Der Wirkungsgrad amorpher Solarzellen nimmt am Anfang der
Sonnenbestrahlungsphase stark ab und stabilisiert sich erst nach
3 Wochen bis 5 Monaten. Neben dieser irreversiblen (unumkehr-
baren) Degradation findet gleichzeitig eine reversible (umkehrbare)
Degradation statt. D. h. amorphe Solarmodule haben einen bes-
seren Wirkungsgrad im Frühjahr/Sommer als im Herbst/Winter.
Direkte Strahlung / diffuse Strahlung
Direkte Strahlung (schattenwerfend) trifft ohne Streuung durch
Bestandteile der Erdatmosphäre auf eine Fläche. Durch Streuung
(Nebel, Dunst, Wolken) entsteht diffuse / indirekte Strahlung
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Generator
Lat.: Erzeuger. Generatoren wandeln andere Energieformen in
Strom um. In der Solartechnik wird nur die Gesamtheit der
zusammengeschalteten Photovolatik-Module als Generator oder
Solarkraftwerk bezeichnet.
Globalstrahlung
Bezeichnet die auf eine horizontale Fläche auf der Erde treffende
Sonneneinstrahlung. Sie setzt sich aus der direkten Strahlung und
der Reflektionsstrahlung (z. B. von Schneefeldern) zusammen.
Kurzschluss-Strom bei Solarzellen:
Strom der fließt, wenn Plus- und Minuspol der Zelle verbunden
werden, wenn also kein Widerstand bzw. Verbraucher zwischen
Plus und Minus geschaltet ist. Dies ist für die Solarzellen nicht
gefährlich, jedoch kann sich beim Trennen der Verbindung ein
gefährlicher Lichtbogen bilden!
Mismatching
Verschaltung schlechterer und besserer Module in einen String,
wodurch das schlechteste Modul einer Reihe den Strom
bestimmt und so die Gesamtleistung vermindert.
MPP
ist der Punkt maximaler Leistung. Eine Solarzelle besitzt zu jedem
Einstrahlungswert in Kombination zu einem bestimmten Tempera-
tur- und Lichtspektrumswert einen Punkt maximaler Leistung auf
ihrer U-I-Kennlinie. Das Produkt aus nutzbarer Spannung und
dazugehörigem Strom einer Solarzelle ist nicht immer gleich groß.
Nachführung
Bei nachgeführten Photovoltaik-Anlagen folgt die Modulfläche im
Tagesverlauf dem Stand der Sonne. Die Nachführung (engl.: tra-
cking) kann hierbei um eine oder zwei Achsen erfolgen, wobei die
Ausbeute bei zweiachsiger Nachführung höher ist. Gegenüber
einer fest nach Süden ausgerichteten Anlage kann auf diese
Weise die Jahresausbeute in unseren Breiten um etwa 30%
gesteigert werden. Die Mastaufständerung nachgeführter Solar-
anlagen erlaubt die Wahl des optimalen Standortes. Unabhängig
von den baulichen Gegebenheiten wird so ein verschattungsfreier
Schwenkbereich von 180° ermöglicht.
Peakleistung
Um die Vergleichbarkeit von Leistungsangaben bei PV-Modulen
zu gewährleisten wurde allgemein vereinbart, das die Nennleis-
tung eines Moduls bei den Randbedingungen Zelltemperatur
25 °C, Einstrahlung 1000 W/m
sprechend AM=1,5 gemessen und „Peakleistung" (manche Her-
steller bezeichnet diese auch als „Nennwert") genannt wird. Diese
Randbedingungen heißen Standard Test Conditions (STC).
Leider sind die STC in der Natur nur sehr selten anzutreffen, so
dass die entsprechenden Messungen bisher im Labor durchge-
führt wurden, wo eben diese Bedingungen unter hohem Aufwand
hergestellt werden mussten.
Mit den neuen Verfahren der Peakleistungs- und Kennlinienmessge-
räte der Serie PROFITEST PV ist es nun möglich, die Messungen
unter aktuellen Umweltbedingungen durchzuführen und vom Mess-
gerät auf die STC umrechnen zu lassen. Damit stehen nach nur einer
Kennlinienmessung als Ergebnis sofort die Peakleistung P
Serieninnenwiderstand R
und der Parallelwiderstand R
s
gung. Diese Werte stellen, verglichen mit den Sollwerten für die
gemessene Anlage, ein Indiz für unterschiedliche Fehler im PV-Gene-
rator dar und vereinfachen die Leistungskontrolle und Fehlersuche.
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und einem Lichtspektrum ent-
, der
pk
zur Verfü-
p
GMC-I Messtechnik GmbH
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