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.

7. Test

Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 7 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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Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Warum eignen sich Dächer häufig für Photovoltaikanlagen?

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Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Sie bieten eine freie, geneigte und meist wenig verschattete Fläche.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Eine günstige Dachausrichtung und Dachneigung kann die Einstrahlung verbessern und vorhandene Fläche nutzen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie bieten eine freie, geneigte und meist wenig verschattete Fläche.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Eine günstige Dachausrichtung und Dachneigung kann die Einstrahlung verbessern und vorhandene Fläche nutzen.

2. FrageMultiple Choice

Welche Rolle spielt ein Datenlogger oder Energiemanager in einer Solaranlage?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Er erfasst Betriebsdaten und kann Erzeugung, Verbrauch und Speicherbetrieb überwachen.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Messwerte helfen, Ertrag, Fehler und Eigenverbrauch zu beurteilen und Verbraucher zeitlich passend zu steuern.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er erfasst Betriebsdaten und kann Erzeugung, Verbrauch und Speicherbetrieb überwachen.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Messwerte helfen, Ertrag, Fehler und Eigenverbrauch zu beurteilen und Verbraucher zeitlich passend zu steuern.

3. FrageMultiple Choice

Warum werden Photovoltaikanlagen auch auf Satelliten eingesetzt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Im Weltraum steht Sonnenlicht lange und ohne atmosphärische Bewölkung zur Energieversorgung zur Verfügung.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Solarzellen versorgen Satellitensysteme mit elektrischer Energie; Batterien übernehmen die Versorgung im Erdschatten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Im Weltraum steht Sonnenlicht lange und ohne atmosphärische Bewölkung zur Energieversorgung zur Verfügung.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Solarzellen versorgen Satellitensysteme mit elektrischer Energie; Batterien übernehmen die Versorgung im Erdschatten.

4. FrageMultiple Choice

Was bedeutet gebäudeintegrierte Photovoltaik?

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Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Photovoltaikmodule sind Teil der Gebäudehülle, zum Beispiel in Dach, Fassade oder Verglasung.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Module übernehmen neben der Energieerzeugung auch eine bauliche Funktion oder werden gestalterisch in das Gebäude integriert.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Photovoltaikmodule sind Teil der Gebäudehülle, zum Beispiel in Dach, Fassade oder Verglasung.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die Module übernehmen neben der Energieerzeugung auch eine bauliche Funktion oder werden gestalterisch in das Gebäude integriert.

5. FrageMultiple Choice

Was versteht man unter Agri-Photovoltaik?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Landwirtschaftliche Nutzung und Photovoltaik werden auf derselben Fläche kombiniert.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Eine geeignete Aufständerung kann Energieerzeugung ermöglichen und gleichzeitig landwirtschaftliche Nutzung oder Schutz der Pflanzen berücksichtigen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Landwirtschaftliche Nutzung und Photovoltaik werden auf derselben Fläche kombiniert.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Eine geeignete Aufständerung kann Energieerzeugung ermöglichen und gleichzeitig landwirtschaftliche Nutzung oder Schutz der Pflanzen berücksichtigen.

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.