Ingenieurwissenschaften Energietechnik – Photovoltaik
Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was beschreibt der photoelektrische Effekt in Halbleitern? · Welche Band…
Karten
15 KartenWas beschreibt der photoelektrische Effekt in Halbleitern?
Rückseite
Photonen heben Elektronen vom Valenz- ins Leitungsband, wobei Elektron-Loch-Paare entstehen, die durch das interne Feld der pn-Verbindung getrennt werden.
Welche Bandlücke hat Silizium bei Raumtemperatur?
Rückseite
Silizium besitzt eine indirekte Bandlücke von 1,12 eV, was Wellenlängen bis ca. 1100 nm für die Absorption nutzbar macht.
Welche drei Kenngrößen definieren die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Solarzelle?
Rückseite
Kurzschlussstrom I_SC, Leerlaufspannung U_OC und der Maximum Power Point (MPP) mit maximaler Leistung P_MPP.
Was besagt der Shockley-Queisser-Limes für Einkristall-Silizium?
Rückseite
Der theoretische Wirkungsgradmaximum liegt bei ca. 33 % für eine Bandlücke von 1,34 eV unter AM1,5-Bestrahlung.
Wodurch unterscheiden sich monokristalline von polykristallinen Siliziumzellen?
Rückseite
Monokristalline Zellen bestehen aus einem Einkristall (höherer Wirkungsgrad ~22 %), polykristalline aus vielen Kristalliten (Wirkungsgrad ~18 %).
Nenne die drei Hauptverlustmechanismen in einer Solarzelle.
Rückseite
Optische Verluste (Reflexion, Transmission), Rekombinationsverluste (Volumen, Oberfläche) und ohmsche Verluste (Serien-, Parallelwiderstand).
Wie wirkt sich die Zelltemperatur auf die Leerlaufspannung aus?
Rückseite
Die Leerlaufspannung sinkt mit ca. -2,3 mV/K pro Zelle, da die intrinsische Ladungsträgerdichte exponentiell mit der Temperatur steigt.
Welche Funktion haben Bypass-Dioden in einem PV-Modul?
Rückseite
Sie schützen verschattete Zellen vor Hot-Spot-Erwärmung, indem sie den Stringstrom an der verschatteten Zelle vorbeileiten.
Was ist die Aufgabe des Maximum Power Point Trackers (MPPT) im Wechselrichter?
Rückseite
Der MPPT passt den Arbeitspunkt der PV-Anlage kontinuierlich an den MPP an, um bei variierender Bestrahlung und Temperatur die maximale Leistung zu entnehmen.
Welche Netzanschlussregel gilt in Deutschland für PV-Anlagen bis 30 kW?
Rückseite
Die VDE-AR-N 4105 regelt den Anschluss an das Niederspannungsnetz, inklusive NA-Schutz und Blindleistungsbereitstellung cos φ(P).
Wie berechnet man den spezifischen Ertrag einer PV-Anlage in kWh/kWp?
Rückseite
Spezifischer Ertrag = Jahresstromertrag [kWh] / installierte Nennleistung [kWp]; in Deutschland typisch 900–1100 kWh/kWp·a.
Was beschreibt der Leistungsabfall (Degradation) kristalliner Module?
Rückseite
Jährlicher Leistungsverlust von ca. 0,5 %/a durch LID, LeTID und Umwelteinflüsse; nach 25 Jahren verbleiben ~87 % der Nennleistung.
Welche Speichertechnologie dominiert bei Heimspeichern für PV-Anlagen?
Rückseite
Lithium-Ionen-Batterien (NMC oder LFP) dominieren wegen hoher Rundtrip-Wirkungsgrade (>95 %), langer Zyklenlebensdauer und fallender Kosten.
Wie beeinflusst die Modulausrichtung den Jahresertrag in Mitteleuropa?
Rückseite
Südausrichtung mit 30–35° Neigung maximiert den Jahresertrag; Ost-West-Ausrichtung verschiebt Ertrag in Morgen/Abend bei ca. 80 % des Süd-Ertrags.
Was prüft die IEC 61215 bei PV-Modulen?
Rückseite
Qualifizierungstests: thermisches Zyklieren, Feuchte-Wärme, mechanische Last, Hagelschlag, Hot-Spot-Endurance und UV-Beständigkeit für 25 Jahre Lebensdauer.