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PVA-Wirkungsgrade und Temperaturkoeffizienten von Photovoltaikmodulen

Wirkungsgrad und Temperaturkoeffizient von Photovoltaikanlagen (PVA)

Der Wirkungsgrad von Photovoltaikanlagen beschreibt den Anteil der Sonnenenergie, der in elektrischen Strom umgewandelt wird. Er wird in Prozent angegeben. Wirkungsgrade über 100 % gibt es nicht, auch 100 % ist nur rein theoretisch möglich.

Der höchste Wirkungsgrad von PVA liegt derzeit bei 20 %. Die technische Grenze liegt bei 29 %. In der Entwicklung sind Photovoltaikanlagen mit bis zu 40 % Wirkungsgrad, die drei PV-Elemente in sich vereinen und mit einer Linse arbeiten, die das Licht spektral aufteilt.

Bei starker Sonneneinstrahlung und hohen Lufttemperaturen verringert sich jedoch der Wirkungsgrad von kristallinen Photovoltaik­anlagen um bis zu 10 %. Die Ursache liegt im starken Aufheizen der Photovoltaikmodule, so dass sie nicht mehr optimal Strom gewinnen können.

Temperaturkoeffizient

Neben dem Wirkungsgrad gibt es noch den Temperaturkoeffizienten. Er gibt an, um wie viel Prozent sich die Stromleistung pro Grad Celsius vermindert. Maßgeblich ist nicht die Temperatur der Umgebungsluft, sondern die Temperatur im Photovoltaikelement. Durchschnittliche Temperaturkoeffizienten liegen im Bereich zwischen -0,45 %/°C bei kristallinen Photovoltaikmodulen und -0,2 %/°C bei Dünnschicht­modulen.

Eine einfache Senkung der Temperatur aufgeheizter Photovoltaikmodule lässt sich einerseits durch mehr Abstand zwischen den Modulen und zum Untergrund bzw. durch Installation an sonnigen Standorten mit viel Wind erzielen. Teurer und besser ist sicherlich die Kühlung der Solarmodule.

Alterung und Degradation

Alles altert, so auch Photovoltaikanlagen. Monokristalline und polykristalline Photovoltaikelemente weisen schon nach zwanzig bis fünfzig Stunden Sonnenarbeit einen zweiprozentigen Verlust auf. Später fällt die Stromleistung jährlich nur noch um bis zu 0,5 % ab.

Dünnschichtmodule aus amorphen Silizium haben zu Beginn Ihrer Lebensdauer eine ausgeprägte Degradation. Dieser altersbedingte Leistungsabfall geht nach den ersten 1.000 Sonnenstunden deutlich zurück. Allerdings haben Dünnschichtelemente von Hause einen schlechteren Wirkungsgrad. Auch hier forscht man an anderen Materialien mit höheren Wirkungsgraden, z.B. in Bereichen von 20 %.

Ein weiteres Forschungsgebiet ist die dritte Generation der Photovoltaikelemente, nämlich flexible Solarmodule auf Polymerbasis, die auch in Kleidung, Handtaschen und an Fassaden Verwendung finden können.

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Letzte Änderung: Mittwoch, 24.08.2011   |   Erstellt von TYPO3-Beratung.com, Nürtingen/Stuttgart
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