Frage von General001, 51

Wie bestimmt man den Wirkungsgrad einer Solarzelle?

Ich habe gelesen das die Solarzelle die Sonnenenergie Entspannung beziehungsweise elektrische Energie umwandelt. Wie bist wie bestimmt man nun mit der Spannung den Wirkungsgrad in Prozent?

Expertenantwort
von Peppie85, Community-Experte für Energie & Strom, 21

technisch korrekt wird der wirkungsgrad gemessen, in dem auf die 20 Grad Celsius warme Solarzelle eine Lichteinstrahlung von 1000 Watt je m² gegeben wird. meistens mit einer Blitzlampe.

während dieses Prozesses ist das Modul an einen der Anzahl der im Zellen in Reihe geschalteten Zelle angepassten Widerstand angeschlossen. auf grund der bekannten größe des Widerstandes kann so in einem Aufwasch strom und Spannung gemessen werden...

der wirkungsgrad ergibt sich dann in dem man P Out, also das was raus kommt durch P In also die besagten 1000 Watt je m², multipliziert mit der Fläche teillt...

lg, Anna

ein kleines beispiel: eine Solarzelle mit einer fläche von 0,8 m² liefert bei dem besagten Versuch 200 Watt. dann haben wir also einen P In von 800 Watt (1000 W/m² * 0,8 m² (die quadratmeter kürzen sich hier weg.

200 Watt Ausgangsleistung durch 800 watt eingangsleistung ergibt einen Wirkungsgrad von 0,25 oder eben 25% lg, Anna

Kommentar von JohnnyAppleseed ,

Und schon wieder do eine verdammt gute Erklärung. Ich bin fasziniert👍

Kommentar von Comment0815 ,

Was du beschrieben hast ist der Modulwirkungsgrad. Aber ich vermute, dass der Fragensteller zwar von "Solarzelle" spricht, aber eigentlich ein Modul meint

Außerdem wird kein fixer Widerstand angeschlossen. Das Modul wird im Maximum Power Point vermessen.

Ansonsten super Erklärung!

Antwort
von Comment0815, 27

Du musst die Einstrahlung kennen und die abgegebene Leistung (Strom mal Spannung im Betrieb). Dann bildest du den Quotienten daraus.

Antwort
von schellejaja, 4

Hallo,

den Wirkungsgrad errechnest du, salopp erklärt, indem du feststellst, was in ein Aggragat hineingeht und was aus diesem hinausgeht. Aus diesen beiden Größen bildest du den Quotient (also beispielsweise 50 Watt : 100 Watt = 0,5 entspricht einem Wirkungsgrad von 50%)

Im Falle der Solarzelle misst du die Beleuchtungsleistung (W/qm). Wenn du hierfür kein Messgerät hast, nimm ein Luxmeter (dies ist ein Beleuchtungsmessgerät - manche smartphones können das auch). Mit Hilfe einer Tabelle und einer angenommenen Lichtfarbe kannst du eine Umrechnung von Lux auf W/qm vornehmen.

Dann nimmst du einen regelbaren Widerstand und misst am Ausgang der Solarzelle Strom und Spannung und multiplizierst diese. Das ergibt dann deine Ausgangsleistung in Watt. Üblicherweise werden Solarzellen hierzu nur an einem einzigen Punkt gemessen, den man Mpp (Maximum power point) nennt. Es gibt also nur einen einzigen Belastungsfall, bei dem die Solarzelle ihren besten Wirkungsgrad (und ihre höchste Leistung) hat. Wo dieser Mpp ist, kannst du nur durch das Erstellen einer Kennlinie (einfach mit dem Poti verschiedene Betriebspunkte abfahren) feststellen. 

Gruß Ralph  

Antwort
von Rocky878, 8

Nimm einfach eine Solarzelle, die sich nach der Sonne richtet :)

Antwort
von Coffeman444, 22

Nun.. dazu kann ich leider nicht viel sagen - was ich aber weiß: Maximale Effizienz bei 45° - also genau richtung Sonne :)

LG

Kommentar von Comment0815 ,

Die Ausrichtung hat nichts mit dem Wirkungsgrad zu tun.

Außerdem sind 45° nur zu einer (oder zwei) ganz bestimmten möglichen Tageszeit die optimale Ausrichtung zur Sonne. Unter Deutschen Bedingungen sind ca 30° am Besten für die maximale Ausbeute.

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