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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.

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Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 3 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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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Solarmodul liefert 20 V und 3 A. Welche elektrische Leistung gibt es ab?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 60 W.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: P = U·I = 20 V · 3 A = 60 W.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 60 W.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

P = U·I = 20 V · 3 A = 60 W.

2. FrageMultiple Choice

Eine Anlage liefert 200 W über 5 Stunden. Welche elektrische Energie erzeugt sie idealisiert?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 1 kWh.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: E = P·t = 0,2 kW · 5 h = 1 kWh.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 1 kWh.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

E = P·t = 0,2 kW · 5 h = 1 kWh.

3. FrageMultiple Choice

Eine Solarzelle nimmt 100 W Strahlungsleistung auf und gibt 18 W elektrische Leistung ab. Wie groß ist ihr Wirkungsgrad?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 18 %.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: η = Pab/Pzu = 18 W/100 W = 0,18 = 18 %.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 18 %.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

η = Pab/Pzu = 18 W/100 W = 0,18 = 18 %.

4. FrageMultiple Choice

Eine Modulfläche von 4 m² erhält 1000 W/m² und hat einen Wirkungsgrad von 20 %. Welche elektrische Leistung entsteht idealisiert?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 800 W.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: P = Fläche · Einstrahlung · Wirkungsgrad = 4 m² · 1000 W/m² · 0,20 = 800 W.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 800 W.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

P = Fläche · Einstrahlung · Wirkungsgrad = 4 m² · 1000 W/m² · 0,20 = 800 W.

5. FrageMultiple Choice

Eine Photovoltaikanlage liefert 800 W während 4 Stunden. Welche Energie erzeugt sie in dieser Zeit?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 3,2 kWh.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: E = P·t = 0,8 kW · 4 h = 3,2 kWh.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 3,2 kWh.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

E = P·t = 0,8 kW · 4 h = 3,2 kWh.

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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.