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.

2. Test

Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 2 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

Was ist die Funktion eines p-n-Übergangs in einer Solarzelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Er unterstützt die Trennung der durch Licht erzeugten Ladungsträger.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Am p-n-Übergang entsteht ein inneres elektrisches Feld, das Elektronen und Löcher in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er unterstützt die Trennung der durch Licht erzeugten Ladungsträger.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Am p-n-Übergang entsteht ein inneres elektrisches Feld, das Elektronen und Löcher in entgegengesetzte Richtungen bewegt.

2. FrageMultiple Choice

Was geschieht in der Sperrschicht einer Solarzelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Ein inneres elektrisches Feld hilft, Elektronen und Löcher zu trennen.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Ladungstrennung verhindert eine sofortige Rekombination und trägt zur Entstehung der Zellspannung bei.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Ein inneres elektrisches Feld hilft, Elektronen und Löcher zu trennen.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die Ladungstrennung verhindert eine sofortige Rekombination und trägt zur Entstehung der Zellspannung bei.

3. FrageMultiple Choice

Welche Ladungsträger bewegen sich in einem Halbleiter?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Elektronen und positiv wirkende Löcher können zum Strom beitragen.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: In Halbleitern wird die elektrische Leitung durch bewegliche Elektronen und Elektronenfehlstellen beschrieben.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Elektronen und positiv wirkende Löcher können zum Strom beitragen.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

In Halbleitern wird die elektrische Leitung durch bewegliche Elektronen und Elektronenfehlstellen beschrieben.

4. FrageMultiple Choice

Was geschieht bei der Reihenschaltung mehrerer Solarzellen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Die Spannungen addieren sich näherungsweise.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Bei einer Reihenschaltung fließt durch alle Zellen derselbe Strom, während sich die Zellspannungen addieren.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Spannungen addieren sich näherungsweise.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Bei einer Reihenschaltung fließt durch alle Zellen derselbe Strom, während sich die Zellspannungen addieren.

5. FrageMultiple Choice

Was geschieht bei der Parallelschaltung mehrerer Solarzellenstränge?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Ströme können sich addieren, während die Spannung ungefähr gleich bleibt.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Parallele Stränge erhöhen bei passender Auslegung den möglichen Gesamtstrom.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Ströme können sich addieren, während die Spannung ungefähr gleich bleibt.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Parallele Stränge erhöhen bei passender Auslegung den möglichen Gesamtstrom.

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.