Solarzellen und Photovoltaik sicher verstehen

Solarzellen wandeln einen Teil der Strahlungsenergie des Sonnenlichts direkt in elektrische Energie um. Mehrere Zellen werden zu Modulen und Anlagen verbunden.

Auf dieser Seite übst du photovoltaischen Effekt, p-n-Übergang, Reihen- und Parallelschaltung, Leistung, Energie, Wirkungsgrad, Wechselrichter, Speicher, Verschattung und Sicherheit.

So löst du Aufgaben zu Solarzellen und Photovoltaik

  1. Unterscheide Strahlungsleistung, elektrische Leistung und erzeugte Energie.
  2. Nutze P = U·I, E = P·t und η = Pab/Pzu mit passenden Einheiten.
  3. Ordne Reihen- und Parallelschaltung, Wechselrichter, Speicher und MPP-Tracker richtig zu.
  4. Prüfe Einstrahlung, Temperatur, Ausrichtung, Verschattung und sichere Trennung der Anlage.

10. Test

Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 10 zu Solarzellen und Photovoltaik mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Wähle pro Aufgabe eine Antwort aus. Öffne danach die Lösung, um Formel, Energieumwandlung, Systemkomponente und Sicherheitszusammenhang zu prüfen.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Worin unterscheidet sich Photovoltaik grundsätzlich von einem Windgenerator?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Photovoltaik wandelt Strahlungsenergie direkt in elektrische Energie um; der Windgenerator nutzt Bewegungsenergie und einen Generator.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Primärenergieformen sind verschieden, beide Systeme können aber elektrische Energie für Verbraucher oder das Netz bereitstellen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Photovoltaik wandelt Strahlungsenergie direkt in elektrische Energie um; der Windgenerator nutzt Bewegungsenergie und einen Generator.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die Primärenergieformen sind verschieden, beide Systeme können aber elektrische Energie für Verbraucher oder das Netz bereitstellen.

2. FrageMultiple Choice

Warum kann Licht in einer Solarzelle einen elektrischen Strom auslösen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Photonen übertragen Energie auf Elektronen und erzeugen bewegliche Ladungsträger.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Energie der Lichtteilchen kann Elektronen aus gebundenen Zuständen lösen; das innere Feld trennt die Ladungen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Photonen übertragen Energie auf Elektronen und erzeugen bewegliche Ladungsträger.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die Energie der Lichtteilchen kann Elektronen aus gebundenen Zuständen lösen; das innere Feld trennt die Ladungen.

3. FrageMultiple Choice

Welche Aussage beschreibt den Betrieb einer Photovoltaikanlage richtig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Während des Betriebs entstehen am Ort der Stromerzeugung keine direkten Abgase.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie erfolgt ohne Verbrennung im laufenden Betrieb; Herstellung und Entsorgung gehören zur Gesamtbilanz.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Während des Betriebs entstehen am Ort der Stromerzeugung keine direkten Abgase.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie erfolgt ohne Verbrennung im laufenden Betrieb; Herstellung und Entsorgung gehören zur Gesamtbilanz.

4. FrageMultiple Choice

Warum werden Solarzellen in einem Modul und mehrere Module in Strings verbunden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: So können gewünschte Spannungs- und Strombereiche für Wechselrichter und Verbraucher erreicht werden.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Reihen- und Parallelschaltungen ermöglichen die Anpassung an die Eingangsdaten der Systemkomponenten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet So können gewünschte Spannungs- und Strombereiche für Wechselrichter und Verbraucher erreicht werden.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Reihen- und Parallelschaltungen ermöglichen die Anpassung an die Eingangsdaten der Systemkomponenten.

5. FrageMultiple Choice

Warum muss bei der Planung einer Photovoltaikanlage die Jahreszeit berücksichtigt werden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Sonnenhöhe, Tageslänge, Wetter und Einstrahlungswinkel verändern den Ertrag.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Im Winter sind Tage kürzer und die Sonne steht tiefer; dadurch ändern sich Einstrahlung und mögliche Energieerzeugung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sonnenhöhe, Tageslänge, Wetter und Einstrahlungswinkel verändern den Ertrag.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Im Winter sind Tage kürzer und die Sonne steht tiefer; dadurch ändern sich Einstrahlung und mögliche Energieerzeugung.

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Solarzellen und Photovoltaik FAQ

Wie funktioniert eine Solarzelle?

Licht erzeugt in einem Halbleiter bewegliche Ladungsträger. Ein inneres elektrisches Feld trennt sie, sodass an den Anschlüssen eine Spannung und bei geschlossenem Stromkreis ein Strom entsteht.

Was macht ein Wechselrichter?

Er wandelt den Gleichstrom der Photovoltaikmodule in geeigneten Wechselstrom für Hausnetz oder öffentliches Netz um.

Warum sinkt der Ertrag bei Verschattung?

Verschattete Zellen liefern weniger Strom und können in einer Reihenschaltung den möglichen Strom des gesamten Strangs begrenzen.