Foliensammlung zum Thema "Wirkungsgrade"

Spielraum
Motor
Eg
Elektronen
Feder
(Photonen)
Der “Elektronen-Flipper” (Teil 1)
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
Dipl.Phys.W.Gottschling
Spielraum
Motor
Eg
Elektronen
Feder
(Photonen)
Der “Elektronen-Flipper” (Teil 2)
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
Dipl.Phys.W.Gottschling
Spielraum
Wärme
Motor
Eg
Feder
(Photonen)
Elektronen
Der “Elektronen-Flipper” (Teil 3)
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
Dipl.Phys.W.Gottschling
Sichtbarer Bereich
400 nm
3,09 eV
Wellenlänge
Energie
780 nm
1,58 eV
Schematische Darstellung des
Sonnenspektrums
Dipl. Phys. W. Gottschling
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
IK
U-I-Kennlinie
MPP
IN
Leistung P
Strom I
PN
0
0
0
Spannung U
UN
UL
Die Leistung einer Solarzelle
4
1000 W/m², 25°C
Strom in Ampere
3
MPP
800 W/m², 25°C
2
500 W/m², 25°C
MPP
1
100 W/m², 25°C
MPP
0
0
4
8
12
16
Spannung in Volt
Typische Charakteristiken eines Solarmoduls
als Funktion der Einstrahlung
20
U, I
100%
UL
50%
IK
Einstrahlung
200
400
600
800
1000
W/m2
Standard-Testbedingungen für Solarzellen und
Module
Bestrahlungsstärke
E = 1000 W m-2 senkrecht zur Moduloberfläche
Bestrahlungsspektrum
bei AM 1,5
Direktes Spektrum bei einem Einstrahlungswinkel s = 41,8° (AM 1,5), entsprechend einem Breitengrad von 71,7°
(Hammerfest mittags im Sommer), bzw.
von 48,2° (München/Wien im Frühjahr
bzw. Herbst)
Zellentemperatur
C = 25°C. Das entspricht einer
Umgebungstemperatur A = -5°C
Dipl. Phys. Wolfgang Gottschling
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
1800
1600
Spektrale Einstrahlung
in W/m² µm
1400
1200
1000
800

600

400
200
0
0,1
Kumulierte Einstrahlung
in W/m²
0,2
0,3
0,5 0,7
1,0


2,0
3,0
5,0 7,0
10
Wellenlänge in µm
Normspektrum der spektralen Einstrahlung und kumulierte
Einstrahlung auf die Erdoberfläche für AM 1,5 als Funktion
der Wellenlänge (CIE-Norm)
Dipl. Phys. Wolfgang Gottschling
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
Definition der optischen Weglänge Hopt und der AM x
in der idealisierten Atmosphäre konstanter Dichte
Extremwerte der Sonnenhöhe 12 Uhr in Berlin
(52,5° nördliche Breite)
Sonnenstrahlen

60,5°
41,8°
30°
14,5°
AM 1
90°
22.12
H opt 
Beobachter
H
 optische Weglänge Hopt
sin
in der Atmosphäre
Höhe H der
Atmosphäre
AM 0
22.06
Erdoberfläche
Dipl. Phys. Wolfgang Gottschling
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
40
Pm
Änderung in %
30
20
STC
10
0
Isc
Uoc
-10
-20
-30
-40
-50
-25
0
25
50
75
100
Modultemperatur Tm in °C
Änderung von Kurzschlußstrom Isc, Leerlaufspannung Uoc
und Spitzenleistung Pm mit der Modultemperatur Tm
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
Dipl. Phys. W. Gottschling
1,00

0,95
 = 0°
0,90
>0°
0,85
0,80
PV-Modul
0,75
0
10
20
30
40
50
60
Einfallswinkel 
70
80
90
Der Wirkungsgrad  eines PV-Moduls
als Funktion des Einfallswinkels  der Strahlung
Dipl. Phys. W. Gottschling
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
1,00

0,95
0,90
Tc = 25 °C
 = 0°
0,85
0,80
0,75
0
200
400
600
800
Bestrahlungsstärke in W/m²
1000
Wirkungsgrad  eines PV-Moduls
als Funktion der Bestrahlungsstärke
Dipl. Phys. W. Gottschling
(schematisch)
LIFE e.V., Ökotechnisches Frauenbildungszentrum
ID
Dunkelkennlinie
ID = f(UD)
(in Durchlaßrichtung)
UL1
Dunkelkennlinie
IS = f(US)
(in Sperrichtung)
UL2
Uoc
IL · RL2
IL2
U
IL · RL1
ID2
IL1
ID1
Isc
IL
Hellkennlinie
IL = f(UL)
Hell- und Dunkelkennlinie von Solarzellen
...\MPP.ppt (SZ-0053b)
Dipl. Phys. Wolfgang Gottschling