Gewöhnliche Solarzellen aus Silicium sind meist quadratisch mit abgeschrägten Ecken. Als Standardgrößen werden Solarzellen mit einer Kantenlänge von 12,5 cm oder 15,6 cm hergestellt. In der Zukunft wird es auch Solarzellen mit einer Kantenlänge von 21 cm geben.

 

Elektrische Spannung (>> mehr)

Wie stark, die von einer Solarzelle erzeugte elektrische Spannung ist, hängt hauptsächlich davon ab, aus welchem Material die Solarzelle hergestellt ist. Die meisten Solarzellen bestehen aus Silicium und liefern eine Gleichspannung von etwa 0,5 V. Nimmt die Stärke der Lichteinstrahlung zu, ändert sich die Spannung kaum. Auch wenn die Größe einer einzelnen Solarzelle verkleinert oder vergrößert wird, liefert die Solarzelle weiterhin eine Gleichspannung von 0,5 V.

 

Elektrische Stromstärke (>> mehr)

Im Gegensatz zu der Spannung steigt die elektrische Stromstärke, wenn die Beleuchtung oder die Solarzellen-Fläche zunimmt. Eine gewöhnliche Silicium-Solarzelle mit einer Größe von 15 cm x 15 cm erzeugt eine Stromstärke zwischen 5 und 9 A (Ampere). Generell gilt: Je stärker die Lichteinstrahlung, desto stärker ist der erzeugte elektrische Strom. Je größer die Solarzellen-Fläche, desto größer ist die Stromstärke.

Wird eine höhere Spannung oder Stromstärke benötigt, werden mehrere Solarzellen zusammenschalten. Eine Reihenschaltung bewirkt eine höhere Gesamtspannung. Eine Parallelschaltung bewirkt eine höhere Gesamtstromstärke. (>> mehr)

 

Verschaltung von Solarzellen zu Solarmodulen

Weil die elektrische Spannung und die elektrische Stromstärke einer einzelnen Solarzelle begrenzt sind, werden in einem Solarmodul mehrere gleichartige Solarzellen zusammengeschaltet. Bei der Herstellung von Solarmodulen ist es üblich zwischen 36 und 144 Solarzellen in Reihe zu schalten, um die Gesamtspannung des Solarmoduls zu erhöhen. Ein Solarmodul erzeugt je nach Größe, eine Gesamtspannung von 20 bis 80 V. Die Leistung liegt zwischen 100 W und 300 W.

 

Eine Silicium-Solarzelle liefert eine Spannung von etwa 0,5 Volt. Je stärker die Lichteinstrahlung und je größer die Solarzellen-Fläche, desto stärker ist der erzeugte elektrische Strom. Eine 15 cm x 15 cm große Solarzelle kann eine Stromstärke von bis zu 9 A (Ampere) erzeugen.

 

Quellen:
F. Kliche, I. Draeger (2011): Schulpacket Solarsupport – Sekundarstufe, 2. Auflage, Unabhängiges Institut für Umweltfragen, Berlin
D. Cieplik (2005): Erlebnis Naturwissenschaft Physik 3, Ausgabe für Baden-Württemberg, Schroedel Verlag GmbH, Braunschweig
M. Barmeier, W. Bäurle, M. Bergau (2005): Prisma NWA Physik 4/5, Ausgabe für Baden-Württemberg, Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart
V. Wesselak, S. Voswinckel (2012): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird, Springer Verlag, Berlin Heidelberg
                        
http://www.physik-wissen.de/solarenergie.htm

http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle

http://www.engelhardtelektro.de/faq/FunktionPhotovoltaik

4 - Funktionsprinzip - Solarzelle nah ausgeschnitten


Gewöhnliche Solarzellen

  • sind meist ca.15 cm x 15 cm groß,
  • liefern eine Spannung von ca. 0,5 V (egal wie groß die Solarzelle ist),
  • erzeugen je nach Stärke der Sonnenstrahlung eine Stromstärke von bis zu 9 A (die Stromstärke ist abhängig von der Größe der Solarzelle).

Elektrische Leistung

Eine solche Solarzelle erreicht bei optimaler Sonneneinstrahlung eine elektrische Leistung von

0,5 V x 9 A = 4,5 W.


Elektrische Energie

Wenn man von 7 Sonnen- stunden pro Tag ausgeht, liefert die Solarzelle an diesem Tag eine elektrische Energie von

4,5 W * 7 h = 31,5 Wh.


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