Photovoltaik Solarplatten

Photovoltaik-Module sind miteinander verknüpfte Montagen von Photovoltaik-Zellen, auch bekannt als Solarzellen. Photovoltaik-Zellen benötigen in der Regel den Schutz der Umwelt. Aus Kosten-und praktischen Gründen sind jeweils eine Reihe von Zellen elektrisch verbunden und in einem Photovoltaik-Modul gebündelt. Eine Sammlung dieser Module, die maschinell befestigt und verdrahtet sind und so konzipiert, dass sie als Vor-Ort-Einheit installiert werden, sind bekannt als Photovoltaik-Panels oder Solar-Panels. Eine Installation von Photovoltaik-Panels ist ein Photovoltaik-Feld.

Zellen - Halbleiter-Vorrichtungen, die das Sonnenlicht in Gleichstrom (DC) Elektrizität  wandelt.

PV-Module - PV-Module bestehen aus Zell-Schaltungen in einem verschlossenen ökologischem Schutzmantel aus Laminat und sind die grundlegenden Bausteine für PV-Systeme.

Solarplatten - PV-Panels sind ein oder mehrere PV-Module montiert als vorverdrahtete, Vorort installierbare Einheiten.

Solarfeld - Ein PV-Feld ist die Energie-Einheit, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von PV-Modulen und Panels

Photovoltaik-Zellen

Eine einzige PV-Zelle ist eine dünne Halbleiter-Siliziumscheibe (Wafer), bestehend aus zwei Schichten und im Allgemeinen aus hochreinem Silizium (PV-Zellen können aus vielen verschiedenen Halbleitern bestehen, wobei kristallisiertes Silizium die am weitesten verbreitete Herstellung ist). Die Schichten wurden auf einer Seite mit Boron und auf der anderen Seite mit Phosphor beschichtet. Dies erzeugt eine Überschuss Produktion von Elektronen auf der einen Seite und ein Defizit von Elektronen auf der anderen Seite.

Wenn der Wafer mit Sonnenlicht bestrahlt wird, schlagen Photonen im Sonnenlicht einige überschüssige Elektronen ab; dies erzeugt eine Spannung zwischen den beiden Seiten, so dass die überschüssigen Elektronen versuchen zur anderen Seite zu gelangen. Im Silizium beträgt diese Spannung 5 Volt.

Metallische Kontakte sind auf beiden Seiten der Halbleiter. Mit einer extern befestigten Schaltung an den Kontakten können die Elektronen dahin zurück wo sie herkamen und Strom fließt durch den Stromkreis. Die PV-Zelle hat keine Speicherkapazität; sie agiert einfach als Elektronen-Pumpe.

Die Summe des Stroms wird von der Anzahl der Elektronen abhängig welche die Solar-Photonen abschlagen. Größere Zellen, effizientere Zellen oder Zellen, die intensiver Sonneneinstrahlung aufnehmen erzeugen mehr Elektronen.

Photovoltaik-Modulen

Ein PV-Modul besteht aus einer Vielzahl von PV-Zellen, welche parallel verdrahtet und in Reihe geschaltet sind um eine höhere Spannung zu erzeugen. 36 Zell-Module sind der Industrie-Standard für große Stromerzeugungs-Anlagen.

Die Module sind auf der Vorderseite mit gehärtetem Glas (oder ein anderes transparentes Material) und auf der Rückseite mit einem Schutz-und wasserdichten Material verschlossen. Die Kanten sind Wetterfest versiegelt und meistens durch ein Aluminium-Rahmen zusammen gehalten. In der Rückseite des Moduls befindet sich ein Anschlusskasten oder ein Drahtanschluss für die elektrischen Anschlüsse.

Kristalline Silizium-Module

Das am häufigsten verwendete Design von Modulen enthält Zellen aus Silizium-Wafern. Kristalline Silizium-Zellen bestehen aus dünn geschnittenen Scheiben von einem einzigen Kristall aus Silizium (Mono-Kristalline) oder aus einem Block von Silizium-Kristallen (Polykristalline). Dies ist die am häufigsten verwendete Technik, die etwa 90% des Marktes heutzutage verwendet.

Kristallinen Zellen können in zwei Arten unterschieden werden:

• Mono-Kristalline (Mono-c-Si)
• Multi- Kristalline (oder Polykristalline)

Mono-Kristalline Silizium-Zellen

Hergestellt unter Verwendung von Sägegeschnittenen Zellen aus einem einzigen zylindrischen Kristall aus Silizium. Das ist die effizienteste der Photovoltaik (PV)-Technologien, obwohl das Herstellungsverfahren für die Herstellung von Mono-Kristallinem Silizium kompliziert ist, was zu leicht höheren Kosten als bei anderen Technologien führt. Allerdings ist der prinzipielle Vorteil von Mono-Kristallinen Zellen ihr hoher Wirkungsgrad, in der Regel rund 15%.

Multi-Kristalline Silizium Zellen

Hergestellt aus Zellen, aus einem Barren von geschmolzenem und Re-kristallisiertem Silizium geschnitten. In dem Herstellungsprozess wird geschmolzenes Silizium in Blöcke von Polykristallinem Silizium gegossen; diese Blöcke werden dann in sehr dünne Wafern Sägegeschnitten und anschließend zu kompletten Zellen montiert. Multi-Kristalline Zellen sind billiger zu produzieren als Mono-Kristalline Zellen  aufgrund der einfacheren Herstellung. Aber sie sind in der Regel etwas weniger effizient, mit einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von rund 12%, was durch eine körnigere Struktur resultiert.

Photovoltaik-Panels

Ein PV-Modul besteht aus einer Vielzahl von PV-Zellen, welche parallel verdrahtet und in Reihe geschaltet sind um eine höhere Spannung zu erzeugen. Der Modulare Aufbau von PV-Panels erlaubt es, ständig zu wachsen und sich den ändernden Anforderungen anzupassen. Module verschiedener Herstellung können ohne jedes Problem vermischt werden, solange alle Module einen Spannungsausgang mit maximal 1,0 Volt Unterschied haben.

Photovoltaik-Array (Feld)

Ein PV-Array besteht aus einer Reihe von PV-Modulen oder Platten, die verdrahtet zusammen in einer Reihe und / oder parallel verbaut sind, um die Spannung und Stromstärke welches ein bestimmtes System erfordert zu erzeugen. Ein Feld kann so klein wie ein einziges Paar von Modulen sein oder groß genug um Hektars auszufüllen.

Photovoltaik Modul Leistung

Die Leistung von PV-Modulen und-Arrays sind in der Regel je nach ihrer maximalen DC-Leistung (Watt) unter Standard-Testbedingungen (STC) angegeben. Standard-Testbedingungen sind definiert durch ein Modul (Zelle) welche unter einer Temperatur von

25˚C (77 F, einem einfallenden Solarbestrahlendem Niveau von 1000 W/m2 und unter 1,5 spektraler Luftmengen Verteilung agiert. Da diese Bedingungen nicht immer typisch sind, wie PV-Module und-Arrays in der Praxis agieren, misst man die tatsächliche Leistung bei etwa 90 Prozent des STC-Ratings.

Die heutigen Photovoltaik-Module sind sehr sichere und zuverlässige Produkte, mit minimalen Ausfallraten und einer erwarteten Lebensdauer von 30 bis 40 Jahren. Die meisten großen Hersteller bieten Garantien von fünfundzwanzig Jahren für die Aufrechterhaltung der ursprünglichen Leistung auf fast 100 % der ursprünglichen Leistung.