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Lernmaterialien für Photovoltaik an der Hochschule Hannover

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Photovoltaik Kurs an der Hochschule Hannover zu.

TESTE DEIN WISSEN

PERC

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TESTE DEIN WISSEN

Passivated Emitter and Rear Cell

Wirkungsgrad η = 22,8 %


normal: 

  • ganzflächiger Kontakt auf der Rückseite
  • rotes Licht durchdringt den Wafer ohne Strom zu erzeugen (wirkungslos)
    • erwärmt den Alu-Rückkontakt -> sinkender WIrkungsgrad


bei PERC:

  • spezielle elektr. Schicht auf der Rückseite
  • hoch-positiv-dotiertes Gebiet davor   
  • rotes Licht dringt bis zum Ende vor und wird von Schicht zurück in die Zelle reflektiert
    • Aluminiumschicht erwärmt sich nicht so stark -> Wirkungsgrad besser
  • Effizienzgewinn besonders morgens und abends
    • bei tiefem Sonnenstand -> mehr rotes Licht im Sonnenspektrum
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TESTE DEIN WISSEN

bekannte PV-Modul Hersteller

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TESTE DEIN WISSEN
  • Longi 
  • Jinko
  • JA Solar
  • Trina
  • Canadian SOlar
  • Hanwha Q-Cells
  • Risen
  • Astronergy
  • First Solar
  • Suntech


Die Top-Zellhersteller entsprechen nicht den Top-Modulherstellern 

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TESTE DEIN WISSEN

bekannte PV-Zell-Hersteller

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TESTE DEIN WISSEN
  • Tongwei
  • Aiko
  • Runergy
  • ShanXi Lu'An
  • SOlar Space
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Probleme bei serieller/paralleler Verschaltung von Solarzellen

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TESTE DEIN WISSEN

Parallel:

  • Hohe Stromschwankungen im MPP bei Teilverschattung
  • niedrige einzelne Spannungen erhöhen Verluste
  • muss zwingend bei Temporär- oder Teilverschattung eingesetzt werden


Seriell:

  • nur geeignet wenn keine Verschattung vorhanden
    • es drohen hohe Verluste
  • Mismatching ist Problem
    • Unterschiede in Leistung, Neigung, Ausrichtung und/oder Fabrikat
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Photovoltaik-Technologien

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Kristallines Silizium:

  • monokristallines Si (sc-Si)
    • Cast-mono
    • PERC
  • multikristallines Si (mc-Si)
    • PERC


Dünnschicht (thin film: 100x times thinner than c-Si):

  • CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid)
  • CdTe (Cadmiumtellurid)
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AM0

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  • = Air Mass
  • = 1/cos(α) 
    • Näherung für α < 60°


  • relatives Maß für die Länge des Weges, den das Licht bis zum PV-Modul zurücklegt
  • winkelabhängig
  • AM0
    • Strahlung ohne Schwächung durch Atmosphäre, d. h. ohne Luft im Lichtweg
    • Messwert am Rande der Erdatmosphäre
  • AM1
    • Senkrechter Einfall auf die Erdoberfläche
  • AM1,5
    • Einfallswinkel 41,8° bezogen auf Senkrechte
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TESTE DEIN WISSEN

Fortschritte in der c-Si-Fertigung

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Oberflächen-Passivierung:

  • Si-Oberfläche hat offene Bindung weil Atomnachbar fehlt
  • Rekombination der Ladungsträger wird beschleunigt
    • viele Elektronen finden ihr "Gegenstück" bevor sie nützliche Arbeit (Strom) geleistet haben
  • Passivierungsschicht aus SiO2 verhindert diese Rekombination
    • höherer Wirkungsgrad


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globale PV-Nachfrage

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TESTE DEIN WISSEN
  • PV-Markt verdoppelt sich alle 4 Jahre 
  • 2020 bei etwa 150.000 MW
  • größter Markt liegt in China 
    • etwa 1/4
    • marktbestimmend vor allem in Wachstumsphase bis 100.000 MW
  • Europa, USA, Indien, Japan und Rest der Welt holen auf
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globale PV-Nachfrage

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TESTE DEIN WISSEN
  • PV-Markt verdoppelt sich alle 4 Jahre 
  • 2020 bei etwa 150.000 MW
  • größter Markt liegt in China 
    • etwa 1/4
    • marktbestimmend vor allem in Wachstumsphase bis 100.000 MW
  • Europa, USA, Indien, Japan und Rest der Welt holen auf
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bifacial Solarzellen

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bifacial

  • auf die Rückseite einfallendes Licht kann ebenfalls zur Energiegewinnung genutzt werden
  • meist indirektes Licht durch reflektierte Sonnenstrahlen 
  • Glasoberfläche (wie Vorderseite) auf der Rückseite statt Metall-Vollkontakt
  • höherer Wirkungsgrad aber nicht doppelt so hoch
    • Longi hält "Rekord" mit 24,06% mit bifacial monocrystalline silicon PERC solar cell 
  • sinnvoll bei Flachdach (Dach/Untergrundreflexion nutzen; abhängig von Gegebenheit und Farbe des Untergrunds: Reflektionsfähigkeit) 
  • vertikale Installation möglich
    • in Landwirtschaft damit Fläche weiterhin genutzt werden kann
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Arten von Wechselrichtern

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TESTE DEIN WISSEN

nach Einsatzart:

  • Inselwechselrichter
  • netzgekoppelter Wechselrichter


nach Anlagenart:

  • Zentralwechselrichter
  • Master/Slave-Konzept
  • String/Multistringwechselrichter
  • Modulwechselrichter
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Zell- und Modulwirkungsgrad

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TESTE DEIN WISSEN

Zelleffizienz ist immer höher als die Moduleffizienz


Nutzen = Strom

Aufwand = Solareinstrahlung

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  • 1367 Studierende
  • 24 Lernmaterialien

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

Q:

PERC

A:

Passivated Emitter and Rear Cell

Wirkungsgrad η = 22,8 %


normal: 

  • ganzflächiger Kontakt auf der Rückseite
  • rotes Licht durchdringt den Wafer ohne Strom zu erzeugen (wirkungslos)
    • erwärmt den Alu-Rückkontakt -> sinkender WIrkungsgrad


bei PERC:

  • spezielle elektr. Schicht auf der Rückseite
  • hoch-positiv-dotiertes Gebiet davor   
  • rotes Licht dringt bis zum Ende vor und wird von Schicht zurück in die Zelle reflektiert
    • Aluminiumschicht erwärmt sich nicht so stark -> Wirkungsgrad besser
  • Effizienzgewinn besonders morgens und abends
    • bei tiefem Sonnenstand -> mehr rotes Licht im Sonnenspektrum
Q:

bekannte PV-Modul Hersteller

A:
  • Longi 
  • Jinko
  • JA Solar
  • Trina
  • Canadian SOlar
  • Hanwha Q-Cells
  • Risen
  • Astronergy
  • First Solar
  • Suntech


Die Top-Zellhersteller entsprechen nicht den Top-Modulherstellern 

Q:

bekannte PV-Zell-Hersteller

A:
  • Tongwei
  • Aiko
  • Runergy
  • ShanXi Lu'An
  • SOlar Space
Q:

Probleme bei serieller/paralleler Verschaltung von Solarzellen

A:

Parallel:

  • Hohe Stromschwankungen im MPP bei Teilverschattung
  • niedrige einzelne Spannungen erhöhen Verluste
  • muss zwingend bei Temporär- oder Teilverschattung eingesetzt werden


Seriell:

  • nur geeignet wenn keine Verschattung vorhanden
    • es drohen hohe Verluste
  • Mismatching ist Problem
    • Unterschiede in Leistung, Neigung, Ausrichtung und/oder Fabrikat
Q:

Photovoltaik-Technologien

A:

Kristallines Silizium:

  • monokristallines Si (sc-Si)
    • Cast-mono
    • PERC
  • multikristallines Si (mc-Si)
    • PERC


Dünnschicht (thin film: 100x times thinner than c-Si):

  • CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid)
  • CdTe (Cadmiumtellurid)
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Q:

AM0

A:
  • = Air Mass
  • = 1/cos(α) 
    • Näherung für α < 60°


  • relatives Maß für die Länge des Weges, den das Licht bis zum PV-Modul zurücklegt
  • winkelabhängig
  • AM0
    • Strahlung ohne Schwächung durch Atmosphäre, d. h. ohne Luft im Lichtweg
    • Messwert am Rande der Erdatmosphäre
  • AM1
    • Senkrechter Einfall auf die Erdoberfläche
  • AM1,5
    • Einfallswinkel 41,8° bezogen auf Senkrechte
Q:

Fortschritte in der c-Si-Fertigung

A:

Oberflächen-Passivierung:

  • Si-Oberfläche hat offene Bindung weil Atomnachbar fehlt
  • Rekombination der Ladungsträger wird beschleunigt
    • viele Elektronen finden ihr "Gegenstück" bevor sie nützliche Arbeit (Strom) geleistet haben
  • Passivierungsschicht aus SiO2 verhindert diese Rekombination
    • höherer Wirkungsgrad


Q:

globale PV-Nachfrage

A:
  • PV-Markt verdoppelt sich alle 4 Jahre 
  • 2020 bei etwa 150.000 MW
  • größter Markt liegt in China 
    • etwa 1/4
    • marktbestimmend vor allem in Wachstumsphase bis 100.000 MW
  • Europa, USA, Indien, Japan und Rest der Welt holen auf
Q:

globale PV-Nachfrage

A:
  • PV-Markt verdoppelt sich alle 4 Jahre 
  • 2020 bei etwa 150.000 MW
  • größter Markt liegt in China 
    • etwa 1/4
    • marktbestimmend vor allem in Wachstumsphase bis 100.000 MW
  • Europa, USA, Indien, Japan und Rest der Welt holen auf
Q:

bifacial Solarzellen

A:

bifacial

  • auf die Rückseite einfallendes Licht kann ebenfalls zur Energiegewinnung genutzt werden
  • meist indirektes Licht durch reflektierte Sonnenstrahlen 
  • Glasoberfläche (wie Vorderseite) auf der Rückseite statt Metall-Vollkontakt
  • höherer Wirkungsgrad aber nicht doppelt so hoch
    • Longi hält "Rekord" mit 24,06% mit bifacial monocrystalline silicon PERC solar cell 
  • sinnvoll bei Flachdach (Dach/Untergrundreflexion nutzen; abhängig von Gegebenheit und Farbe des Untergrunds: Reflektionsfähigkeit) 
  • vertikale Installation möglich
    • in Landwirtschaft damit Fläche weiterhin genutzt werden kann
Q:

Arten von Wechselrichtern

A:

nach Einsatzart:

  • Inselwechselrichter
  • netzgekoppelter Wechselrichter


nach Anlagenart:

  • Zentralwechselrichter
  • Master/Slave-Konzept
  • String/Multistringwechselrichter
  • Modulwechselrichter
Q:

Zell- und Modulwirkungsgrad

A:

Zelleffizienz ist immer höher als die Moduleffizienz


Nutzen = Strom

Aufwand = Solareinstrahlung

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