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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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8. Test

Solarzellen und Photovoltaik online üben

Test 8 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

Welche Energiequelle nutzt eine Photovoltaikanlage?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Die Strahlungsenergie der Sonne..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Anlage nutzt Sonnenstrahlung als erneuerbare Energiequelle und wandelt sie direkt in elektrische Energie um.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Strahlungsenergie der Sonne.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Die Anlage nutzt Sonnenstrahlung als erneuerbare Energiequelle und wandelt sie direkt in elektrische Energie um.

2. FrageMultiple Choice

Warum ist Silizium für Solarzellen geeignet?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Es ist ein gut erforschbarer Halbleiter mit geeigneten elektronischen Eigenschaften..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Silizium kann in einer p-n-Struktur Lichtenergie in getrennte Ladungsträger und elektrische Spannung umwandeln.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Es ist ein gut erforschbarer Halbleiter mit geeigneten elektronischen Eigenschaften.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Silizium kann in einer p-n-Struktur Lichtenergie in getrennte Ladungsträger und elektrische Spannung umwandeln.

3. FrageMultiple Choice

Was bedeutet der Lebenszyklus einer Photovoltaikanlage?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Herstellung, Transport, Betrieb, Wartung und Recycling beziehungsweise Entsorgung..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Für eine vollständige Bewertung werden nicht nur der Betrieb, sondern alle relevanten Phasen der Anlage betrachtet.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Herstellung, Transport, Betrieb, Wartung und Recycling beziehungsweise Entsorgung.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Für eine vollständige Bewertung werden nicht nur der Betrieb, sondern alle relevanten Phasen der Anlage betrachtet.

4. FrageMultiple Choice

Welche Maßnahme kann den realen PV-Ertrag verbessern?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Saubere, unverschattete und gut ausgerichtete Module..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Verschmutzung, Schatten und ungünstige Ausrichtung reduzieren die eingestrahlte oder nutzbare Leistung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Saubere, unverschattete und gut ausgerichtete Module.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Verschmutzung, Schatten und ungünstige Ausrichtung reduzieren die eingestrahlte oder nutzbare Leistung.

5. FrageMultiple Choice

Warum ist Photovoltaik trotz erneuerbarer Energiequelle nicht vollständig verlustfrei?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Bei Herstellung, Umwandlung, Speicherung und Übertragung entstehen technische Verluste..

  1. Photovoltaikgrößen erkennen: Ordne Einstrahlung, Fläche, Spannung, Strom, Leistung, Wirkungsgrad, Zellverschaltung und Arbeitspunkt richtig zu.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Erneuerbar bezieht sich auf die Energiequelle; reale Anlagen haben dennoch Umwandlungs- und Systemverluste.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Bei Herstellung, Umwandlung, Speicherung und Übertragung entstehen technische Verluste.. Prüfe Einheit, Größenordnung, Reihenschaltung, Parallelschaltung und Systemverluste.

Erneuerbar bezieht sich auf die Energiequelle; reale Anlagen haben dennoch Umwandlungs- und Systemverluste.

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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.