Die Ausgangsleistung von Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren bestehen aus mehreren einzelnen Solarzellen. Die Eigenschaften dieser Zellen bestimmen die maximale Gesamtleistung des gesamten Panels. Die von Sonnenkollektoren erzeugte elektrische Leistung wird in Watt gemessen. Jedes Solarmodul hat eine aufgeführte Nennleistung in Watt basierend auf seiner Leistung unter bestimmten Sonnenlichtbedingungen.

Die Solarenergie, die Solaranlagen zur Verfügung steht, hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Breitengrad, Wetter und der Winkel des einfallenden Sonnenlichts beeinflussen jeweils die Menge an Sonnenenergie, die an einem Standort verfügbar ist. Um Solarpanels zum Vergleich zu bewerten, gehen die Hersteller jedoch von einer durchschnittlich verfügbaren Sonnenenergie von 1.000 Watt pro Quadratmeter aus. Der Prozentsatz dieser Energie, der in elektrische Energie umgewandelt wird, ist der Wirkungsgrad des Panels. Ein 1-Quadratmeter-Panel kann beispielsweise eine Nennleistung von 150 Watt haben. Ausgehend von 1.000 verfügbaren Watt wandelt dieses Panel 15 Prozent dieser Sonnenenergie in elektrische Energie um. Daher hat dieses Panel einen Wirkungsgrad von 15 Prozent. Ein durchschnittliches Silizium-Solarpanel erzeugt je nach Siliziumkristalltyp Strom mit etwa 15 bis 18 Prozent Wirkungsgrad.

Die Leistung eines Solarpanels hängt von der Spannung und dem Strom ab, die von seinen einzelnen Zellen erzeugt werden. Spannung ist die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten und wird in Volt gemessen. Strom ist die Messung des elektrischen Ladungsflusses durch einen bestimmten Bereich und wird in Ampere gemessen. Eine typische Silizium-Solarzelle erzeugt zwischen 0,5 und 0,6 Volt. Der Ausgangsstrom variiert je nach Größe der Zelle. Im Allgemeinen erzeugt eine typische kommerziell erhältliche Siliziumzelle einen Strom zwischen 28 und 35 Milliampere pro Quadratzentimeter. Wenn Zellen kombiniert werden, können Strom und Spannung erhöht werden. Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom. Daher haben größere Module eine größere Ausgangsleistung in Watt.

Zellen können entweder in Reihen- oder Parallelschaltung geschaltet werden. Reihenschaltungen bestehen aus Zellen, die Ende an Ende verbunden sind. Wenn Zellen in Reihe geschaltet sind, addieren sich ihre Spannungen, ihre Ströme jedoch nicht; der Strom einer Reihenschaltung ist der gleiche wie eine Zelle. Beispielsweise würden zwei in Reihe geschaltete Zellen, die 0,6 Volt erzeugen, 1,2 Volt erzeugen. Der Strom würde sich jedoch nicht erhöhen. Parallelschaltungen bestehen aus nebeneinander geschalteten Zellen. Wenn Zellen parallel geschaltet sind, addieren sich ihre Ströme, ihre Spannungen jedoch nicht. Sie können diese beiden Anschlussarten kombinieren, um nahezu jede Kombination von Spannung und Strom zu erhalten, was zu einer Vielzahl von Ausgangsleistungen führt.

Werden Sonnenkollektoren direkt beschattet oder erhalten weniger Sonnenlicht, sinkt deren Strom. Daher produzieren sie eine geringere Strommenge. Wird eine verschattete Zelle mit anderen Zellen in Reihe geschaltet, wird der Gesamtstrom der Reihenschaltung auf den der verschatteten Zelle begrenzt. Im Extremfall kann dieses Leistungsungleichgewicht ein Solarpanel beschädigen. Aus diesem Grund sind Panels in der Regel mit sogenannten Bypass-Dioden ausgestattet, die den Stromfluss um verschattete oder beeinträchtigte Zellen umleiten.