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.

6. Test

Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 6 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
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Wie wird der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage berechnet?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: η = elektrische Abgabeleistung / eingestrahlte Leistung.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Der Wirkungsgrad vergleicht die nutzbare elektrische Ausgangsleistung mit der eingestrahlten Strahlungsleistung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet η = elektrische Abgabeleistung / eingestrahlte Leistung.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Der Wirkungsgrad vergleicht die nutzbare elektrische Ausgangsleistung mit der eingestrahlten Strahlungsleistung.

2. FrageMultiple Choice

Welche Verluste treten in einer realen Photovoltaikanlage auf?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Zum Beispiel Reflexions-, Temperatur-, Leitungs-, Wechselrichter- und Verschattungsverluste.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Nicht jedes Photon wird genutzt, Leitungen besitzen Widerstand und elektronische Bauteile wandeln einen Teil der Energie in Wärme um.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Zum Beispiel Reflexions-, Temperatur-, Leitungs-, Wechselrichter- und Verschattungsverluste.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Nicht jedes Photon wird genutzt, Leitungen besitzen Widerstand und elektronische Bauteile wandeln einen Teil der Energie in Wärme um.

3. FrageMultiple Choice

Was bezeichnet der Maximum Power Point, kurz MPP?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Den Betriebspunkt, bei dem ein Modul unter den aktuellen Bedingungen seine größte Leistung abgibt.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Kombination aus Spannung und Stromstärke verändert sich mit Einstrahlung und Temperatur; der MPP liegt am Leistungsmaximum.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Den Betriebspunkt, bei dem ein Modul unter den aktuellen Bedingungen seine größte Leistung abgibt.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die Kombination aus Spannung und Stromstärke verändert sich mit Einstrahlung und Temperatur; der MPP liegt am Leistungsmaximum.

4. FrageMultiple Choice

Warum besitzen Solarzellen einen Temperaturkoeffizienten?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Weil sich elektrische Kennwerte wie Spannung und Leistung mit der Temperatur verändern.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Halbleitereigenschaften ändern sich mit der Temperatur; Datenblätter geben an, wie stark sich Kennwerte pro Temperaturänderung verschieben.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil sich elektrische Kennwerte wie Spannung und Leistung mit der Temperatur verändern.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Halbleitereigenschaften ändern sich mit der Temperatur; Datenblätter geben an, wie stark sich Kennwerte pro Temperaturänderung verschieben.

5. FrageMultiple Choice

Was ist der Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Photovoltaik erzeugt elektrische Energie; Solarthermie nutzt Sonnenstrahlung hauptsächlich zur Wärmeerzeugung.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Beide Technologien nutzen Sonnenenergie, führen aber zu unterschiedlichen Energieformen und benötigen unterschiedliche Anlagenkomponenten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Photovoltaik erzeugt elektrische Energie; Solarthermie nutzt Sonnenstrahlung hauptsächlich zur Wärmeerzeugung.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Beide Technologien nutzen Sonnenenergie, führen aber zu unterschiedlichen Energieformen und benötigen unterschiedliche Anlagenkomponenten.

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.