Photovoltaik at Hochschule Für Angewandte Wissenschaften Hamburg | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Photovoltaik an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

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TESTE DEIN WISSEN

Wie unterscheidet sich das auf dem Erdboden gemessene Solarspektrum von dem Extraterrestrischen? Beschreiben Sie die Effekte, die beim Weg des Lichts durch die Atmosphäre auftreten!

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TESTE DEIN WISSEN

Die extraterrestrische Strahlung gibt die mittlere Bestrahlungsstärke oberhalb der Erdatmosphäre an. Die Bestrahlungsstärke nimmt auf dem Weg zum Erdboden ab, aufgrund von:

  • Reflexion - Licht reflektiert an der Erdoberfläche
  • Absorption - Bestandteile der Atmosphäre nehmen Strahlung auf
  • Streuung - Licht wird durch Wechselwirkungen mit Partikeln abgelenkt
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TESTE DEIN WISSEN

Wie ist der Verlauf der Bestrahlungsstärke für einen wolkenfreien Sommertag in Hamburg? Wie lässt sich aus der Bestrahlungsstärke die Bestrahlung für diesen Tag bestimmen?


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TESTE DEIN WISSEN

An einem wolkenfreien Sommertag ist die Direkte Strahlung besonders hoch. Für Hamburg ist dennoch der Anteil der diffusen Strahlung etwas höher. 

Die Bestrahlungsstärke gibt die Leistung pro Fläche an. Mithilfe des Integrals der Bestrahlungsstärke E über einen Zeitraum t, erhält man die Bestrahlung H.

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist die Bestrahlungsstärke E?

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TESTE DEIN WISSEN

Die Bestrahlungsstärke ist eine eintreffende Leistung der Lichtstrahlung auf eine Fläche A.


E = Strahlungsleistung/ Fläche

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TESTE DEIN WISSEN

Definieren Sie Performance Ratio (PR)! Welche Effekte werden in der PR berücksichtigt? Was sind typische Werte?


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TESTE DEIN WISSEN

Die Energieverluste, die auf dem Weg von den (idealisierten) Solarmodulen zum Punkt der Netzeinspeisung entstehen, werden als PR beschrieben. 

- Kabelverluste

- Umwandlungsverluste des Wechselrichters

- Verhalten der Solarmodule bei Abweichung von STC


80-90% im Jahresmittel für gute Anlagen

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TESTE DEIN WISSEN

Wieso und wie ändert sich die solare Strahlungsleistung auf der Erde im Laufe des Jahres?


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Der Abstand zwischen Erde und Sonne ist nicht konstant, weswegen die Solarkonstante schwankt. 

Die Erde kreist im Laufe des Jahres um die Sonne auf einer exzentrischen Bahn, weshalb die Bestrahlungsstärke zwischen 1325 und 1420 W/mschwanken kann.

Im Januar kleinster Abstand und damit höchste Bestrahlungsstärke, im Juli größter Abstand und damit kleinste Bestrahlungsstärke

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TESTE DEIN WISSEN

Was versteht man unter Globalstrahlung? Was sind typische Höchstwerte, die man auf dem Erdboden messen kann?


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TESTE DEIN WISSEN

Die Globalstrahlung gibt an wie groß der Teil der Sonnenstrahlung ist, der auf eine Fläche am Boden ankommt. 

Sie setzt sich zusammen aus direkter und diffuser Strahlung.


Direkte Strahlung = Die Sonnenstrahlung, die auf direktem Weg auf die Erdoberfläche trifft

Diffuse Strahlung = Der Strahlungsanteil, der durch Streuung und Reflexion an den Boden gelangt. 


In Deutschland kann man je nach Region eine Bestrahlungsstärke von 900-1200 kWh/m2 messen. 

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TESTE DEIN WISSEN

In welcher Größenordnung liegen Stromgestehungskosten bei PV-Anlagen? Warum und wie sind diese abhängig von Standort und Größe der Anlage?


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TESTE DEIN WISSEN

Diese liegen bei 4-12 Cent/kWh


Je nach Standort und Größe variiert dies. Umso größer die Anlage, desto geringer werden die Stromentstehungskosten. 

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TESTE DEIN WISSEN

Was kann mit einer Strahlung passieren, die auf einen Körper trifft? Wovon hängt das ab?

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TESTE DEIN WISSEN

Transmission, Reflexion und Absorption können auftreten. 

Diese Effekt sind abhängig von Material und von der Wellenlänge.

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TESTE DEIN WISSEN

Welche direkte Nutzungsmöglichkeiten für Solarstrahlung gibt es?

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TESTE DEIN WISSEN

- Photovoltaik

- Solarthermie (Warmwasser, Heizung)

- Solarthermisches Kraftwerk (Stromerzeugung)

- Solares kühlen

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TESTE DEIN WISSEN

Erläutern Sie, welche Funktion ein Laderegler in einem PV-Inselsystem hat!


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TESTE DEIN WISSEN

Der Laderegler hat die Funktion, die Batterie vor Tief- und Überladung sowie vor einem Kurzschluss zu schützen. Dies verlängert die Lebensdauer der Batterien erheblich

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist das Valenz- und Leitungsband? Was liegt dazwischen?

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TESTE DEIN WISSEN

Valenzband = Das höchste noch von Elektronen besetzte Band


Leitungsband = Das erste unbesetzte Band 


Dazwischen liegt die verbotene Zone, die ein Elektronen überwinden muss, um in Leitungsband zu kommen. Die Breite der verbotenen Zone gibt die notwendige Energie an (Bandlücke).

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TESTE DEIN WISSEN

Wieso und unter welchen Strahlungsbedingungen kann man durch Sonnenstandsnachführung höhere Erträge bei einer Solaranlage erreichen?


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TESTE DEIN WISSEN

Die Bestrahlungsstärke ist am größten, wenn die direkten Sonnenstrahlen senkrecht auf das Modul fallen. Somit haben der Neigungswinkel und die Ausrichtung einen großen Einfluss auf die Erträge.


Eine Nachführung kann das Modul entsprechend der Sonne ausrichten, sprich die Richtung und den Neigungswinkel anpassen. 

Dabei werden die Erträge an einem sonnigen Tag erhöht, aber an einem bedeckten Tag hat dies kaum einen Einfluss. Am Ende die Frage der Wirtschaftlichkeit. 


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Beispielhafte Karteikarten für deinen Photovoltaik Kurs an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Wie unterscheidet sich das auf dem Erdboden gemessene Solarspektrum von dem Extraterrestrischen? Beschreiben Sie die Effekte, die beim Weg des Lichts durch die Atmosphäre auftreten!

A:

Die extraterrestrische Strahlung gibt die mittlere Bestrahlungsstärke oberhalb der Erdatmosphäre an. Die Bestrahlungsstärke nimmt auf dem Weg zum Erdboden ab, aufgrund von:

  • Reflexion - Licht reflektiert an der Erdoberfläche
  • Absorption - Bestandteile der Atmosphäre nehmen Strahlung auf
  • Streuung - Licht wird durch Wechselwirkungen mit Partikeln abgelenkt
Q:

Wie ist der Verlauf der Bestrahlungsstärke für einen wolkenfreien Sommertag in Hamburg? Wie lässt sich aus der Bestrahlungsstärke die Bestrahlung für diesen Tag bestimmen?


A:

An einem wolkenfreien Sommertag ist die Direkte Strahlung besonders hoch. Für Hamburg ist dennoch der Anteil der diffusen Strahlung etwas höher. 

Die Bestrahlungsstärke gibt die Leistung pro Fläche an. Mithilfe des Integrals der Bestrahlungsstärke E über einen Zeitraum t, erhält man die Bestrahlung H.

Q:

Was ist die Bestrahlungsstärke E?

A:

Die Bestrahlungsstärke ist eine eintreffende Leistung der Lichtstrahlung auf eine Fläche A.


E = Strahlungsleistung/ Fläche

Q:

Definieren Sie Performance Ratio (PR)! Welche Effekte werden in der PR berücksichtigt? Was sind typische Werte?


A:

Die Energieverluste, die auf dem Weg von den (idealisierten) Solarmodulen zum Punkt der Netzeinspeisung entstehen, werden als PR beschrieben. 

- Kabelverluste

- Umwandlungsverluste des Wechselrichters

- Verhalten der Solarmodule bei Abweichung von STC


80-90% im Jahresmittel für gute Anlagen

Q:

Wieso und wie ändert sich die solare Strahlungsleistung auf der Erde im Laufe des Jahres?


A:

Der Abstand zwischen Erde und Sonne ist nicht konstant, weswegen die Solarkonstante schwankt. 

Die Erde kreist im Laufe des Jahres um die Sonne auf einer exzentrischen Bahn, weshalb die Bestrahlungsstärke zwischen 1325 und 1420 W/mschwanken kann.

Im Januar kleinster Abstand und damit höchste Bestrahlungsstärke, im Juli größter Abstand und damit kleinste Bestrahlungsstärke

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Q:

Was versteht man unter Globalstrahlung? Was sind typische Höchstwerte, die man auf dem Erdboden messen kann?


A:

Die Globalstrahlung gibt an wie groß der Teil der Sonnenstrahlung ist, der auf eine Fläche am Boden ankommt. 

Sie setzt sich zusammen aus direkter und diffuser Strahlung.


Direkte Strahlung = Die Sonnenstrahlung, die auf direktem Weg auf die Erdoberfläche trifft

Diffuse Strahlung = Der Strahlungsanteil, der durch Streuung und Reflexion an den Boden gelangt. 


In Deutschland kann man je nach Region eine Bestrahlungsstärke von 900-1200 kWh/m2 messen. 

Q:

In welcher Größenordnung liegen Stromgestehungskosten bei PV-Anlagen? Warum und wie sind diese abhängig von Standort und Größe der Anlage?


A:

Diese liegen bei 4-12 Cent/kWh


Je nach Standort und Größe variiert dies. Umso größer die Anlage, desto geringer werden die Stromentstehungskosten. 

Q:

Was kann mit einer Strahlung passieren, die auf einen Körper trifft? Wovon hängt das ab?

A:

Transmission, Reflexion und Absorption können auftreten. 

Diese Effekt sind abhängig von Material und von der Wellenlänge.

Q:

Welche direkte Nutzungsmöglichkeiten für Solarstrahlung gibt es?

A:

- Photovoltaik

- Solarthermie (Warmwasser, Heizung)

- Solarthermisches Kraftwerk (Stromerzeugung)

- Solares kühlen

Q:

Erläutern Sie, welche Funktion ein Laderegler in einem PV-Inselsystem hat!


A:

Der Laderegler hat die Funktion, die Batterie vor Tief- und Überladung sowie vor einem Kurzschluss zu schützen. Dies verlängert die Lebensdauer der Batterien erheblich

Q:

Was ist das Valenz- und Leitungsband? Was liegt dazwischen?

A:

Valenzband = Das höchste noch von Elektronen besetzte Band


Leitungsband = Das erste unbesetzte Band 


Dazwischen liegt die verbotene Zone, die ein Elektronen überwinden muss, um in Leitungsband zu kommen. Die Breite der verbotenen Zone gibt die notwendige Energie an (Bandlücke).

Q:

Wieso und unter welchen Strahlungsbedingungen kann man durch Sonnenstandsnachführung höhere Erträge bei einer Solaranlage erreichen?


A:

Die Bestrahlungsstärke ist am größten, wenn die direkten Sonnenstrahlen senkrecht auf das Modul fallen. Somit haben der Neigungswinkel und die Ausrichtung einen großen Einfluss auf die Erträge.


Eine Nachführung kann das Modul entsprechend der Sonne ausrichten, sprich die Richtung und den Neigungswinkel anpassen. 

Dabei werden die Erträge an einem sonnigen Tag erhöht, aber an einem bedeckten Tag hat dies kaum einen Einfluss. Am Ende die Frage der Wirtschaftlichkeit. 


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