Glossar - KernSolar

KernSolar - Glossar
__________________________________________________
Abschattung: Bäume, Gebäude oder Kabel können den Lichteinfall auf ein Solarmodul behindern.
Diese Schatten auf einer Solaranlage führen zu Ertragseinbußen und können in seltenen Fällen zu
Schäden durch Hot Spots führen. Diese Abschattung wirkt sich überproportional aus. Bereits ein
Kabel mit 5 mm Stärke kann zu Ertragseinbußen von bis zu 30 Prozent führen. Dies lässt sich durch
eine sorgfältige Planung ausschließen.
Absorption: Absorption bedeutet die Abschwächung der Intensität des Lichtes beim Durchgang
durch ein Material. Das Material absorbiert die Energie, nimmt sie also auf. Bei den Solarzellen ist die
Farbe Blau am meisten verbreitet, weil blaue Zellen mehr Licht absorbieren als rote, gelbe oder
grüne.
Ampere: Maßeinheit für die elektrische Stromstärke mit der Abkürzung „A“. Die Stromstärke ist die
Zahl der Ladungen, die pro Zeiteinheit fließen.
Autarke Systeme: Auch als Insel-Anlage bezeichnet. Diese Anlagen sind nicht an das Stromnetz
angeschlossen. Der durch die Solaranlage erzeugte Strom wird in Akkus gespeichert oder direkt
„verbraucht“.
Diode: Elektronisches Halbleiterbauelement, das den Strom nur in eine Richtung passieren lässt.
Vergleicht man eine Stromleitung mit einer Wasserleitung, dann wäre die Diode in den
Wasserleitungen ein (Rückschlag-)Ventil. Dioden sind aus Halbleiterkristallen aufgebaut und haben
einen typischen Widerstand. Eine Solarzelle ist darum im Prinzip eine großflächige, beleuchtete
Diode.
Dünnschicht-Solarmodule: Bezeichnung für Solarmodule, die nicht mit Hilfe der siliziumbasierten
Zelltechnologie hergestellt werden. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie mit weniger Halbleitermaterial
und in einfacheren technischen Verfahren hergestellt werden können, allerdings benötigen Sie die
doppelte Fläche für dieselbe Leistung. Der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen liegt deutlich unter
dem von Modulen mit Siliziumzellen.
Durchsatz: Produzierte Zellleistungen pro Produktionseinheit, gemessen in Watt peak.
EEG: Das Erneuerbare-Energien-Gesetz. Kern ist die Förderung von Photovoltaik, Windenergie,
Wasserkraft und Geothermie durch eine Einspeisevergütung. Die Einspeisevergütung liegt zwischen
37,96 Cent/kWh bei Freilandanlagen und 49,21 Cent/kWh bei Gebäudeanlagen. Hier wird nochmals
unterschieden bei der Leistung. (Genauere Daten unter Förderung)
Einspeisevergütung: Solarstromvergütung über 20 Jahre. Vom Jahr der Installation, Position
(Freiland, Dach, Fassade) und Dimensionierung abhängig. Die Höhe ist durch das EEG ErneuerbareEnergien-Gesetz festgelegt und sinkt um 5% pro Jahr bei Aufdach-Anlagen und 6,5% bei FreilandAnlagen. (Siehe EEG)
Emissionshandel: Im Rahmen des Kyoto-Protokolls ist innerhalb der EU 2005 der Emissionshandel
gestartet. Das Emissionshandelsystem schafft eine wirtschaftliche Basis (Zertifikate), den Ausstoß
von CO2 dort zu verringern, wo es am kostengünstigsten ist.
Erneuerbare Energie: Erneuerbare Energie, auch regenerative Energie genannt, bezeichnet Energie
aus Quellen, die nachwachsen oder nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich sind.
Regenerative Energie wird in Form von Solarenergie, Biomasse, Windenergie, Wasserkraft und
Erdwärme genutzt. Ein wichtiges Kriterium bei der Erzeugung ist die Vermeidung von CO2
Ausstößen.
Fossile Rohstoffe: Die fossilen Rohstoffe Öl, Gas und Kohle bildeten sich vor Jahrmillionen, als sich
Überreste von Pflanzen und Tieren am Meeresboden absetzten und im Laufe der Jahre von
Sedimenten wie Ton und Sand zugedeckt wurden. Unter den Sedimenten stiegen Druck und
Temperatur und verwandelten das organische Material in Wasserstoff- und Kohlenstoffverbindungen.
Der Kohlenstoff wurde der Atmosphäre entzogen, die heutige Verbrennung der Rohstoffe setzt ihn als
CO2 wieder frei und erzeugt den Treibhauseffekt. Die fossilen Rohstoffe sind nur begrenzt vorhanden:
Laut IEA reicht zum Beispiel Erdöl noch etwa 40 Jahre, Erdgas etwa 50 Jahre, Uran etwa 60 Jahre,
Kohle etwa 100 bis 120 Jahre.
Füllfaktor: Der Füllfaktor ist ein Maß dafür, wie gut eine Solarzelle die durch Licht erzeugten
Ladungsträger sammeln kann. Für kristalline Solarzellen liegt der Füllfaktor im Bereich zwischen 0,7
und 0,8.
Gleichstrom (DC): Ändert Betrag und Richtung nicht z.B. in Batterien und Solarzellen.
Grid: Ein Grid bezeichnet im Englischen das Stromnetz. Das Solarzellengrid ist das Netz der
metallischen Leiter, das die durch Sonnenlicht aktivierten Elektronen an der Oberfläche einer
Solarzelle sammelt und ableitet. Das Grid sollte einen möglichst geringen Teil der
Solarzellenoberfläche bedecken und nur einen kleinen elektrischen Widerstand haben, um die
Leistungsverluste gering zu halten.
GW: Gigawatt = Eine Milliarden Watt
Halbleiter: Halbleiter werden unter Einstrahlung von Licht elektrisch leitfähig. Die Möglichkeit, die
Leitfähigkeit durch Dotierung zu beeinflussen, macht Halbleiter für die Herstellung von Solarzellen
interessant. 90 % der weltweit produzierten Solarzellen werden aus dem Halbleitermaterial Silizium,
dem zweithäufigsten Element der Erde, hergestellt.
Hot Spot: Heißer Punkt eines Solarmoduls, der bei der Abschattung einer einzelnen Solarzelle in
einer Reihenschaltung auf einem Modul entsteht. Eine solche Zelle verhält sich wie ein (Ohm’scher)
Widerstand und kann sich, wenn der Strom der übrigen Zellen des Moduls hindurchfließt, bis zur
Zerstörung erhitzen. Die Solarzelle brennt dann durch wie ein überlasteter Widerstand.
I: Formelzeichen für die Stromstärke, gemessen in Ampere. Der Zusammenhang zwischen Strom,
Spannung und Widerstand wird durch das Ohm’sche Gesetz ausgedrückt: Strom = Spannung geteilt
durch Widerstand (I = U:R). Mit anderen Worten: Je größer die Spannung und je geringer der
Widerstand zwischen Anode und Kathode, desto mehr Strom fließt.
Insel-Anlage: Auch als autarkes System bezeichnet. Diese Anlagen sind nicht an das Stromnetz
angeschlossen. Der durch die Solaranlage erzeugte Strom wird in Akkus gespeichert oder direkt
„verbraucht“.
kW: Kilowatt = 1.000 Watt. Maßeinheit für die Leistung von Photovoltaikanlagen, wie viel Strom eine
Solarstromanlage produziert.
kWp: Kilowatt-Peak = 1.000 Watt-Spitzenleistung. Maßeinheit für die Nennleistung einer PhotovoltaikZelle oder eines Photovoltaik Moduls. Dieser Wert wird unter normierten Testbedingungen gemessen,
um eine Vergleichbarkeit der Leistung verschiedener Module herzustellen. Gemessen wird bei 25° C
Modultemperatur und 1000 W/m2 Bestrahlungsstärke.
kWh: Um die von einer Solaranlage erzeugte Energie anzugeben, gibt man die pro Stunde erzeugte
Strommenge in Watt an. Die Kilowattstunde ist das Produkt aus konstanter Stromerzeugung und
Dauer der Stromerzeugung.
Maximum Power Point (MPP): Der Maximum Power Point ist der Punkt des Strom-SpannungsDiagramms einer Solarzelle, an dem die größte Leistung entnommen werden kann, d.h. der Punkt, an
welchem das Produkt von Strom und Spannung sein Maximum hat. Er ist nicht konstant und differiert
in einem Intervall, welches von der Bestrahlungsstärke, der Temperatur und dem Typ der Solarzellen
abhängt.
Modul: Mehrere Photovoltaik-Zellen werden zu einem Photovoltaik-Modul zusammengeschaltet.
Netzeinspeisung: Der aus erneuerbaren Energiequellen gewonnene Strom kann in das öffentliche
Stromnetz eingespeist werden. Das EEG verpflichtet die Stromnetzbetreiber, diesen Strom durch ihr
Netz an die Verbraucher weiterzuleiten und den im EEG festgelegten Betrag (siehe
Einspeisevergütung) zu bezahlen. Die Einspeisevergütung variiert bei den erneuerbaren
Energiequellen wie Sonne, Wind, Wasser und nimmt jedes Jahr um festgelegte Prozentwerte ab.
Netzgekoppelte Anlagen: Bei netzgekoppelten Solarstromanlagen wird der mittels Solargenerator
erzeugte Strom nicht selbst verbraucht, sondern über einen Wechselrichter ins öffentliche Stromnetz
eingespeist. Der Wechselrichter wandelt den erzeugten Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom
um.
Ohm’scher Widerstand: Der elektrische Widerstand (Formelzeichen: R) eines Materials. Georg
Simon Ohm (1789 – 1854) war ein deutscher Physiker, der die Leitfähigkeit von Metallen erstmals
systematisch untersucht hat.
P: Formelzeichen für die elektrische Leistung, gemessen in Watt (W). Bei Gleichstrom berechnet sich
die elektrische Leistung aus dem Produkt von elektrischer Spannung (in Volt) und Stromstärke (in
Ampere) (P= U • I). Bei Wechselstrom wird die Berechnung von P etwas komplizierter da die Größen
von der Zeit abhängig sind.
Paneel: (engl.: panel) Andere Bezeichnung für ein Solarmodul und besteht aus mehreren miteinander
verbundenen Solarzellen.
Photon: Das Photon ist ein Lichtquant, die kleinste Energieeinheit des Lichts. Die Bezeichnung wurde
von Albert Einstein geprägt. Das Elementarteilchen Photon bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit,
sobald es auf eine Solarzelle trifft, wird seine Energie direkt in Strom umgewandelt. Daher stammt
auch die Bezeichnung Photovoltaik.
Photovoltaik: Die Photovoltaik beschäftigt sich mit der Umwandlung von Strahlungsenergie,
vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie und ist seit 1958 zur Energieversorgung (zunächst
von Satelliten) im Einsatz. Der Name setzt sich aus den Bestandteilen Photo - dem griechischen Wort
für Licht - und Volta - nach Alessandro Volta, dem Pionier der Elektrizität - zusammen.
Photovoltaik-Anlage: Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom aus Licht. Der in den
Photovoltaik-Modulen erzeugte Gleichstrom kann zum Betrieb von Motoren oder zum Aufladen von
Akkumulatoren verwendet werden. Soll er in das öffentliche Elektrizitätsnetz eingespeist oder zum
Betrieb elektrischer Verbraucher verwendet werden, ist ein Wechselrichter erforderlich, der den
Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.
Photovoltaik-Modul: Ein Photovoltaik- oder Solarmodul besteht aus mehreren miteinander
verbundenen Solarzellen. Diese werden zwischen zwei Glas- oder Kunststoffscheiben eingebettet,
um so vor Witterungseinflüssen geschützt zu sein. Um besser verwendbare Spannungen zu
erreichen, mehrere Photovoltaik-Zellen werden in einem Solarmodul miteinander verschaltet.
Photovoltaik-Module werden gewöhnlich in einem Rahmen auf dem Dach oder auf einem
Tragegestell montiert.
Photovoltaik-Zelle: Unter Ausnutzung des photovoltaischen Effekts wandeln Photovoltaik- oder
Solarzellen Lichtenergie (in der Regel Sonnenlicht) in Gleichstrom um. Durch das Auftreffen von
Photonen werden in Halbleitermaterialien Elektronen frei. Diese erzeugen einen elektrischen Strom.
Peak-Leistung: Die elektrischen Werte einer Solarzelle ändern sich entsprechend den
Rahmenbedingungen, insbesondere der Beleuchtungsintensität. In der PV wird die maximal mögliche
Leistung eines Solargenerators bei Standardbedingungen als Peak-Leistung definiert. Diese wird in
Watt gemessen und als kWp angegeben.
PV: Abkürzung für Photovoltaik.
Reflexionsverluste: Licht, das von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert wird und damit nicht mehr
zur Stromerzeugung beitragen kann. Darum bringt man auf Solarzellen Antireflexschichten auf.
SHS: Solar-Home-Systems. Eine Form von autarken Systemen.
Silizium: Chemisches Element, das vier Bindungen mit Nachbaratomen eingehen kann. Silizium ist
der Halbleiter, der bisher für die Halbleiterindustrie und die Photovoltaik die wichtigste Rolle spielt. Der
Rohstoff Siliziumoxid (Sand) kann zu monokristallinem, multikristallinem oder amorphem Silizium
verarbeitet werden.
Silizium-Wafer: Silizium-Scheibe, ca. 0,18-0,28 mm dick, zur Herstellung von Photovoltaik-Zellen.
Solaranlage: Siehe Photovoltaik-Anlage.
Solarzelle: Siehe Photovoltaik-Zelle.
String: Mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen eines Moduls.
Strom: Bezeichnung für den Fluss elektrischer Ladungen, zum Beispiel in Form von Elektronen durch
ein Kupferkabel. Wird mit der Einheit Ampere (Abkürzung: A) gemessen.
U: Formelzeichen für die elektrische Spannung, gemessen in Volt (V). Die Spannung bezeichnet den
Unterschied der Stromstärke, die zwischen zwei Polen anliegt. Bei einem Wasserkreislauf entspräche
die Spannung dem Druck, unter dem die Leitung steht.
Verschattung: Bäume, Gebäude oder Kabel können den Lichteinfall auf ein Solarmodul behindern.
Diese Schatten auf einer Solaranlage führen zu Ertragseinbußen und können in seltenen Fällen zu
Schäden durch Hot Spots führen. Diese Abschattung wirkt sich überproportional aus. Bereits ein
Kabel mit 5 mm Stärke kann zu Ertragseinbußen von bis zu 30 Prozent führen. Dies lässt sich durch
eine sorgfältige Planung ausschließen.
Volt: Maßeinheit für die elektrische Spannung, abgekürzt V. Ein Volt ist die elektrische Spannung
zwischen zwei Punkten eines Leiters, in dem bei einem Ampere ein Watt umgesetzt wird. Das Volt ist
nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta benannt.
Wafer: Silizium-Scheibe, ca. 0,18-0,28 mm dick, zur Herstellung von Photovoltaik-Zellen.
Watt: Einheit der Leistung, mit der die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikanlagen gemessen wird.
Watt-Peak (Wp): Maßeinheit für die Nennleistung einer Photovoltaik-Zelle oder eines Photovoltaik
Moduls. Dieser Wert wird unter normierten Testbedingungen gemessen, um eine Vergleichbarkeit der
Leistung verschiedener Module herzustellen. Gemessen wird bei 25 Grad Modultemperatur und 1000
W/m2 Bestrahlungsstärke. Modulpreise werden gewöhnlich in €/Wp angegeben. 1000 Watt-Peak = 1
Kilowatt-Peak.
Wechselrichter: Photovoltaikmodule erzeugen Gleichstrom. Um die aus Licht erzeugte elektrische
Energie von elektrischen Endverbrauchern mit 230 Volt Wechselspannung zu nutzen oder ins
öffentliche Stromnetz einzuspeisen, wird ein Wechselrichter benötigt, der den Gleichstrom in
Wechselstrom umwandelt. Zentralwechselrichter dienen dem Einsatz in Photovoltaik-Großanlagen,
String-Wechselrichter dem Einsatz in Photovoltaik-Kleinanlagen.
Wechselstrom: Strom, dessen Polarität ständig wechselt. In unserem Stromnetz liegt ein
Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz (Hertz) vor, er nimmt in einer Sekunde je 50 Mal einen
negativen und einen positiven Wert an. Wechselstrom wird in der Solaranlage durch einen
Wechselrichter erzeugt.
Wh: Maßeinheit für die Wattstunde. Eine Wattstunde ist die Energie, die eine Maschine mit einer
Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt bzw. abgibt. Formelzeichen der Größe: E oder W.
Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad (Eta) einer Solarzelle oder eines Moduls ist definiert als das
Verhältnis zwischen der abgegebenen elektrischen Leistung und der eingestrahlten Leistung. Er gibt
also an, wie gut die Solarzelle Licht in Strom umwandelt. Der Wirkungsgrad des Moduls gibt darüber
hinaus an, wie viel Energie durch die Verschaltung der einzelnen Zellen im Modul verloren geht.
© York Communications GmbH