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Welche rote Linie zeigt den Strom-Verlauf einer PV-Anlage?

Strom- und Spannungs-Verlauf einer PV-Anlage während eines Tages:

Strom-Spannungs-kennlinie-Photovoltaikanlage 

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Ergebnis

Die richtige Antwort ist die rechte Linie im Rechteck. Die linke Linie zeigt den Verlauf der Spannung. Eine Solarzelle liefert auch bei geringer Sonneneinstrahlung zunächst eine Spannung. Diese Spannung sorgt dafür, dass ein elektrischer Strom fließen kann. Erst dann wird auch Solarenergie erzeugt.

Wenn kein Strom fließt, weil kein Verbraucher angeschlossen ist, wird die Sonnenenergie in der Solarzelle in Wärme umgewandelt. Das PV-Modul befindet sich in diesem Fall im Leerlauf. Im Datenblatt findet man den dazugehörigen Wert der Leerlaufspannung. Spannung steht also an, es fließt aber kein Strom. Wird das Modul aber kurzgeschlossen, indem man die beiden Kabel - Plus- und Minuspol miteinander verbindet, fließt der Maximalstrom. Auch diesen Wert findet man im Moduldatenblatt, nämlich den Kurzschlußstrom.

Der Zusammenhang zwischen dem fließenden Strom und der Spannung am Verbraucher wird durch die Strom-Spannungskennlinie beschrieben. Hierbei wird zu jeder Spannung am Solarmodul der entsprechende Strom durch den Verbraucher aufgetragen. Steigt die Einstrahlung auf ein Modul an, so kann man folgendes feststellen:

  • Der Strom steigt linear mit der Einstrahlung
  •  
  • Die Spannung steigt zunächst rasch an, bleibt dann aber ab einer gewissen Einstrahlung nahezu konstant.

Diese beiden Punkte kann man schön am Diagramm nachvollziehen.

Warum fällt die Spannung aber über den Tag geringfügig zurück? Der Grund ist im Temperaturanstieg zu suchen. Pro Grad Kelvin geht die Spannung fast um 0,5% zurück, damit sinkt auch die Leistung entsprechend. Es gibt einen Punkt bei dem das Produkt aus Strom und Spannung ein Maximum erreicht, den so genannten MPP-Punkt (Maximum Power Point). Will man die größtmögliche Leistung entnehmen, so muss das Photovoltaikmodul in diesem Punkt betrieben werden, um diesen zu finden ist dann der Wechselrichter zuständig.

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Dieser Artikel wurde erstellt von: Christian Märtel, Redakteur www.Photovoltaik-Web.de