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Solarzellen, Photovoltaik und Wirkungsgrad sicher verstehen

Solarzellen wandeln Strahlungsenergie mithilfe des photovoltaischen Effekts in elektrische Energie um. Leistung, Wirkungsgrad, Kennlinie und Maximum Power Point helfen dabei, eine Anlage zu beurteilen.

Auf dieser Seite übst du außerdem Modulverschaltung, Verschattung, Temperatur, Wechselrichter, Batteriespeicher, Eigenverbrauch und die Leistungsberechnung von Photovoltaikanlagen.

So gehst du bei einer Photovoltaikaufgabe vor

  1. Notiere Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom und Wirkungsgrad.
  2. Nutze P = U·I und η = P_nutz/P_zu.
  3. Prüfe bei Modulen die Regeln für Reihen- und Parallelschaltung.
  4. Berücksichtige MPP, Temperatur, Verschattung und Systemverluste.
  5. Kontrolliere Einheit, Größenordnung und elektrische Sicherheit.

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Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 4 zu Solarzellen und Photovoltaik mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Nutze P = U·I, η = P_nutz/P_zu, Regeln für Reihen- und Parallelschaltung sowie das Prinzip des Maximum Power Point.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was passiert bei einer Reihenschaltung gleicher Solarzellen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Die Spannungen addieren sich..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: In einer Reihenschaltung fließt derselbe Strom durch alle Zellen, während sich die Zellspannungen addieren.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Spannungen addieren sich.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

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

2. FrageMultiple Choice

Was passiert bei einer Parallelschaltung gleicher Solarmodule?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Die Ströme addieren sich..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Bei parallelen Modulen bleibt die Spannung ungefähr gleich, während die verfügbaren Ströme addiert werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Ströme addieren sich.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Bei parallelen Modulen bleibt die Spannung ungefähr gleich, während die verfügbaren Ströme addiert werden.

3. FrageMultiple Choice

Warum kann eine Verschattung die Leistung eines Modulstrangs stark verringern?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Eine schwache Zelle kann den Strom des Reihenzweigs begrenzen..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: In einem Reihenzweig muss durch alle Zellen derselbe Strom fließen; Bypass-Dioden können solche Auswirkungen teilweise begrenzen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine schwache Zelle kann den Strom des Reihenzweigs begrenzen.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

In einem Reihenzweig muss durch alle Zellen derselbe Strom fließen; Bypass-Dioden können solche Auswirkungen teilweise begrenzen.

4. FrageMultiple Choice

Welche Aufgabe hat eine Bypass-Diode in einem Solarmodul?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Sie kann verschattete oder belastete Zellgruppen überbrücken..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Diode bietet bei ungünstigen Bedingungen einen alternativen Strompfad und reduziert das Risiko lokaler Überlastung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie kann verschattete oder belastete Zellgruppen überbrücken.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Die Diode bietet bei ungünstigen Bedingungen einen alternativen Strompfad und reduziert das Risiko lokaler Überlastung.

5. FrageMultiple Choice

Welche Aufgabe hat der Wechselrichter in einer Photovoltaikanlage?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Er wandelt Gleichstrom der Module in netzgeeigneten Wechselstrom um..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Photovoltaikmodule liefern Gleichstrom; der Wechselrichter erzeugt daraus Wechselstrom und überwacht wichtige Betriebsgrößen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er wandelt Gleichstrom der Module in netzgeeigneten Wechselstrom um.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Photovoltaikmodule liefern Gleichstrom; der Wechselrichter erzeugt daraus Wechselstrom und überwacht wichtige Betriebsgrößen.

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Solarzellen und Photovoltaik FAQ

Wie berechnet man die Leistung eines Solarmoduls?

Mit P = U·I. Für die eingestrahlte Leistung gilt außerdem P_zu = Einstrahlung·Fläche; der Wirkungsgrad verbindet zugeführte und elektrische Leistung.

Was ist der Maximum Power Point?

Der MPP ist der Arbeitspunkt der Kennlinie, an dem das Produkt aus Spannung und Strom maximal ist.

Für welche Klassen eignen sich die Übungen?

Die Seite richtet sich vor allem an Schülerinnen und Schüler der Klassen 9–12 und eignet sich zur Prüfungsvorbereitung und Vertiefung der Energie- und Halbleiterphysik.