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Zellspannung
Was ist Zellspannung?
Die Zellspannung beschreibt die elektrische Spannung, die von einer einzelnen Solarzelle erzeugt wird. Sie zeigt an, wie viel Energie pro Elektron bei Lichteinstrahlung umgesetzt werden kann. Diese Spannung bildet die Grundlage für die elektrische Leistung eines Solarmoduls.
Wie hoch ist die Zellspannung einer Solarzelle?
- Typischerweise liegt die Zellspannung bei Silizium-Solarzellen zwischen 0,5 und 0,7 Volt.
- Im Leerlauf (ohne angeschlossene Last) beträgt die Spannung rund 0,6 bis 0,68 Volt.
Wie entsteht die Zellspannung?
Wenn Sonnenlicht auf das Halbleitermaterial der Solarzelle trifft, werden Elektronen angeregt und aus ihren Bindungen gelöst. Ein eingebautes elektrisches Feld trennt die Ladungsträger – Elektronen und Löcher – und bewirkt so eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Kontakten der Zelle. Diese elektrische Spannung ist die Zellspannung.
Wie wird Zellspannung in einer Photovoltaikanlage genutzt?
Da die Zellspannung einer einzelnen Solarzelle relativ niedrig ist, werden viele Zellen in Reihe geschaltet. Die Spannungen addieren sich, sodass ein ganzes Solarmodul je nach Zellenanzahl Spannungen von mehreren zehn Volt erzeugen kann. Auf Modulebene können so Betriebsspannungen zwischen 30 und 80 Volt entstehen.
Was beeinflusst die Zellspannung?
- Temperatur: Mit zunehmender Temperatur sinkt die Zellspannung leicht ab.
- Lichtintensität: Die Zellspannung verändert sich nur geringfügig mit der Einstrahlung – stärker betroffen ist der Strom.
- Verschattung oder Verschmutzung: Diese reduzieren den Stromfluss und können auch die Spannung negativ beeinflussen.
- Schäden an der Zelle: Mikrorisse oder Hot Spots beeinträchtigen die elektrische Leistung.