Solarmodul

Stichpunkte

Allgemein
	Ein Solarmodul ist eine Anwendung der Photovoltaik und wandelt Strahlungsenergie in elektrische Energie um
	Als wichtigste Bauelemente enthält es mehrere Solarzellen
	Das Solarmodul wird durch seine elektrischen Anschlusswerte charakterisiert
	Diese hängen von der Verschaltung der Solarzellen innerhalb des Moduls ab
	Das Solarmodul wird einzeln oder zu Gruppen verschaltet in einer Photovoltaikanlage betrieben
	werden die Solarzellen in einem Verbund aus mehreren Materialien und Bauteilen eingebettet
	Um den vielfältigen Anforderungen bei der Erstellung einer solchen Anlage für solar erzeugten Strom gerecht zu werden
	Dieser Verbund erfüllt folgende Zwecke: Erzeugung von elektrischer Energie praxisgerechte elektrische Anschlussmöglichkeit Schutz der spröden Solarzelle vor mechanischen Einflüssen Schutz vor Witterungseinflüssen Berührungsschutz der elektrisch leitenden Bauteile einfache Handhabungs- und Befestigungsmöglichkeit Es gibt verschiedene Bauformen von Solarmodulen mit verschiedenen Arten von Solarzellen
	Im folgenden wird anhand des weltweit am häufigsten eingesetzten Modultyps der Aufbau erklärt. Bild nicht gefunden Solarmodul von BP an einer Autobahnbrücke Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	"Verbergen") 1 Aufbau eines typischen Solarmoduls 2 Herstellung eines Solarmoduls 3 Technische Merkmale 3.1 Die Freilauf- oder Bypass-Diode 4 Weitere Arten von Solarmodulen 5 Recycling 6 Siehe auch 7 Weblinks [Bearbeiten]
Aufbau eines typischen Solarmoduls
	die
	in der die Solarzellen eingebettet sind mono- oder polykristalline Solarzellen
	Versteifung des Verbundes [Bearbeiten]
	für einfache Befestigungsmöglichkeiten durch standardisierte Befestigungssysteme
	die Vorderseite ist eine Glasscheibe (meist so genanntes ESG (Einscheiben-Sicherheits-Glas)) darauf folgt eine transparente Kunststoffschicht (Ethylen-Vinylacetat
	verbunden durch Lötbändchen
	EVA)
	Handling und Montage
	Erläuterung siehe unten) und elektrischer Anschlussmöglichkeit Aluminiumprofil-Rahmen zum Schutz der Glasscheibe bei Transport
	elektrisch miteinander verschaltet sind Rückseitenkaschierung mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie aus Polyvinylfluorid (Tedlar) und Polyester Anschlussdose mit Freilaufdiode (auch Bypass-Diode genannt
Herstellung eines Solarmoduls
	Die Fertigung eines Solarmoduls erfolgt weitgehend mit der optisch aktiven Seite nach unten
	Als erstes wird ein entsprechendes Glas gereinigt und bereitgelegt
	Auf dieses kommt dann eine zugeschnittene Bahn EVA-Folie. Die Solarzellen werden mittels Lötbändchen zu einzelnen Strängen verbunden und auf der Scheibe mit der EVA-Folie exakt positioniert
	positioniert und verlötet
	Nun werden die Querverbinder
	die die einzelnen Stränge miteinander verbinden und zum Ort der Anschlussdose führen
	Danach wird alles nacheinander mit einer zugeschnittenen EVA-Folie und einer Tedlarfolie bedeckt
	Als nächster Produktionsschritt erfolgt das Laminieren des Moduls bei einem Unterdruck und ca
	150 °C
	dreidimensional vernetzte und nicht mehr aufschmelzbare Kunststoffschicht
	Beim Laminieren bildet sich aus der bis dahin milchigen EVA-Folie eine klare
	in der die Zellen nun eingebettet sind und die fest mit der Glasscheibe und der Rückseitenfolie verbunden ist
	Nach dem Laminieren werden die Kanten gesäumt
	die Anschlussdose wird gesetzt und mit den Freilaufdioden bestückt
	vermessen und nach seinen elektrischen Werten klassifiziert und abschließend verpackt. [Bearbeiten]
	Nun wird das Modul noch gerahmt
Technische Merkmale
	sind ausreichende Randabstände äußerst wichtig. [Bearbeiten]
	Die Daten eines Solarmoduls werden genauso wie die Daten einer Solarzelle für standardisierte Testbedingungen angegeben (siehe dort). Bild nicht gefunden Kennlinie (Strom/ Spannung) einer Solarzelle beleuchtet und unbeleuchtet Gebräuchliche Abkürzungen für die Bezeichnungen sind SC: Short Circuit - Kurzschluss OC: Open Circuit - Leerlauf MPP: Maximum Power Point - Betriebspunkt maximaler Leistung Die Kennwerte eines Solarmoduls sind Leerlaufspannung <math>U_{OC}<math> Kurzschlussstrom <math>I_{SC}<math> Spannung im bestmöglichen Betriebspunkt <math>U_{MPP}<math> Strom im bestmöglichen Betriebspunkt <math>I_{MPP}<math> Leistung im bestmöglichen Betriebspunkt <math>P_{MPP}<math> Füllfaktor <math>FF<math> Koeffizient für die Leistungsänderung mit der Zelltemperatur Modulwirkungsgrad <math>eta<math> Da eindringende Feuchtigkeit durch Korrosionserscheinungen die Lebensdauer eines Moduls stark verkürzen kann und zudem evtl. einen elektrisch leitenden Kontakt mit den stromdurchflossenen Bauteilen des Solarmoduls ermöglicht
Die Freilauf- oder Bypass-Diode
	Werden mehrere Module in Reihe betrieben
	so muss parallel zu jedem Modul eine Diode geschaltet werden
	Maximaler Strom und Spannung der Diode entsprechen den Strom- und Spannungswerten eines Moduls
	gängige Gleichrichterdioden mit 3A / 100 Volt sind geeignet
	Die Freilaufdiode ist so an den Anschlussklemmen jedes Moduls geschaltet
	dass sie im normalen Betriebszustand (Modul liefert Strom) in Sperrrichtung gepolt ist (Katode = mit Ring markierte Seite der Diode an Pluspol des Moduls)
	Wenn das Modul durch Verschattung oder durch einen Defekt keinen Strom liefert würde sich die Spannung an den Klemmen umpolen und das Modul beschädigen
	zumindest jedoch die Leistung der in Reihe geschalteten Module einer Kette verringern
	Durch die Freilaufdiode wird die Verpolung verhindert. [Bearbeiten]
Weitere Arten von Solarmodulen
	laminierte Glas-Glas-Module Glas-Glas-Module in Gießharztechnik Dünnschicht-Module (CdTe
	a-Si) Fluoreszens-KollektorDieser stellt eine besondere Nutzung von Solarzellen dar
	CIS
	Hier wird die einfallende Strahlung in einer Kunststoffplatte eingefangen
	Der Kunststoff ist mit fluoreszierenden Farbstoffen dotiert
	Die Solarstrahlung wird vom Farbstoff absorbiert und regt diesen zum Leuchten an
	an allen anderen Seiten wird sie durch Totalreflexion oder Spiegelung weitestgehend im Material gehalten
	Die dabei emittierte
	langwelligere Strahlung verlässt die Platte hauptsächlich an einer Stirnseite
	die optimal auf die durch den Farbstoff emittierte Wellenlänge abgestimmt werden kann
	Die entsprechende Stirnseite wird mit Solarzellen bestückt
	die jeweils auf einen anderen Wellenlängenbereich optimiert werden
	kann der Wirkungsgrad erhöht werden. (bitte um Mithilfe ...) [Bearbeiten]
	Durch das Stapeln mehrerer verschiedener Kunststoffplatten
Recycling
	Trotz einer Lebensdauer der Solarmodule von 20-30 Jahren fallen schon jetzt (2004) mehrere hundert Tonnen Elektroschrott jährlich an
	Die weltweit einzige Versuchsanlage zum Recycling von kristallinen Siliziumsolarzellen steht in Freiberg
	Metall
	Füllstoffe und die Solarzelle
	Dort werden bei Temperaturen um 600°C die im Modul enthaltenen Kunststoffe verbrannt und zurück bleiben Glas
	Diese kann unter leichten Materialverlusten zu einer neuwertigen Solarzelle werden. (bitte um Mithilfe ...) [Bearbeiten]
Siehe auch
	Modul [Bearbeiten]
Weblinks
	en:Solar panel fr:Panneau solaire nl:Zonnepaneel

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