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.

8. Test

Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 8 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 schwankt die elektrische Leistung einer Photovoltaikanlage?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Einstrahlung, Wolken, Tageszeit, Jahreszeit, Temperatur und Verschattung ändern sich.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die verfügbare Solarleistung hängt von den aktuellen Umgebungsbedingungen und der Ausrichtung der Module ab.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Einstrahlung, Wolken, Tageszeit, Jahreszeit, Temperatur und Verschattung ändern sich.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Die verfügbare Solarleistung hängt von den aktuellen Umgebungsbedingungen und der Ausrichtung der Module ab.

2. FrageMultiple Choice

Warum kann ein Batteriespeicher die Nutzung von Solarstrom erhöhen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Er verschiebt erzeugte Energie zeitlich von sonnenreichen zu sonnenarmen Stunden.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Solarstrom kann gespeichert und später genutzt werden, statt ihn bei geringerem Verbrauch sofort abzugeben.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er verschiebt erzeugte Energie zeitlich von sonnenreichen zu sonnenarmen Stunden.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Solarstrom kann gespeichert und später genutzt werden, statt ihn bei geringerem Verbrauch sofort abzugeben.

3. FrageMultiple Choice

Welche Funktion hat ein Pumpspeicherkraftwerk im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Es kann elektrische Energie durch Hochpumpen von Wasser speichern und später wieder abgeben.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Überschüssige elektrische Energie wird in Lageenergie umgewandelt; beim Ablassen treibt das Wasser Turbinen und Generatoren an.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Es kann elektrische Energie durch Hochpumpen von Wasser speichern und später wieder abgeben.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Überschüssige elektrische Energie wird in Lageenergie umgewandelt; beim Ablassen treibt das Wasser Turbinen und Generatoren an.

4. FrageMultiple Choice

Was bedeutet Eigenverbrauch bei einer Photovoltaikanlage?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Der erzeugte Solarstrom wird direkt am Erzeugungsort von angeschlossenen Verbrauchern genutzt.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Je mehr Solarstrom zeitgleich im Gebäude genutzt wird, desto weniger muss aus dem Netz bezogen oder eingespeist werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der erzeugte Solarstrom wird direkt am Erzeugungsort von angeschlossenen Verbrauchern genutzt.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Je mehr Solarstrom zeitgleich im Gebäude genutzt wird, desto weniger muss aus dem Netz bezogen oder eingespeist werden.

5. FrageMultiple Choice

Was macht ein MPP-Tracker im Wechselrichter?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Er sucht fortlaufend einen Betriebspunkt mit möglichst hoher Modul-Leistung.

  1. Photovoltaikaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Solarzelle, Schaltung, Leistung, Energie, Systemtechnik oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Da sich Einstrahlung und Temperatur ändern, passt der Tracker die elektrische Belastung an den aktuellen Maximum Power Point an.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er sucht fortlaufend einen Betriebspunkt mit möglichst hoher Modul-Leistung.. Achte auf Einheiten, Energiefluss, Einstrahlung und reale Verluste.

Da sich Einstrahlung und Temperatur ändern, passt der Tracker die elektrische Belastung an den aktuellen Maximum Power Point an.

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.