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Im Kapitel der Dioden haben wir auch die Photodiode kennengelernt. Diese ergeben zusammengeschalten mit mehreren Photodioden eine Solarzelle und somit eine Spannungsquelle. Eine Solarzelle wandelt also Strahlungsenergie in elektrische Energie.
Abbildung 165: Schaltzeichen Photodiode
AB212: Was ist die primäre Aufgabe einer Solarzelle?
Schauen wir uns nun einige Kenngrößen einer Solarzelle an.
Bezeichnung
Abkürzung
Erklärung
Leerlaufspannung
${U}_{OC}$
Ist die Spannung, die ohne Last bei voller Sonneneinstrahlung anliegt
Kurzschlussstrom
${I}_{SC}$
Ist der Strom welcher bei einem Kurzschluss am Ausgang bei voller Sonneneinstrahlung zum fließen kommt
Tabelle 34: Kenngrößen von Solarzellen
Diese Kenngrößen sind u.a. für die Auswahl Eurer Betriebsgeräte (z.B. DC/DC Wandler, Solarregler) wichtig.
Genau wie bei der Reihen- / Paralellschaltung von Akkus bzw. Spannungsquellen, ergibt sich die Eigenschaft eines Photovoltaikmoduls an deren Zusammenschaltung der einzelnen Solarzellen.
Wenn wir 30 Solarzellen mit einer Leerlaufspannung von 0,6 V in Reihe schalten, werden die Spannungen addiert. Somit ergibt sich eine Spannung von 18 V. Wenn wir dazu nochmal 3x 30 in Reihe geschaltete Solarzzellen paralell schalten, wird sicher deren Strom addieren. Dies bedeutet, dass bei einem Kurzschlussstrom von 1 A pro Zelle, sicher der Kurzschlussstrom bei 4 parallel geschalteten Zellen auf 4 A addiert.
AD301: Ein Photovoltaikmodul besteht aus vier parallel geschalteten Reihen von je 30 Solarzellen mit je Zelle 0,6 V Leerlaufspannung und 1 A Kurzschlussstrom. Welche Leerlaufspannung und welchen Kurzschlussstrom liefert das Modul?
