3.1 Physikalische Grundlagen - Institut für Elektrische Anlagen
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2 Fotovoltaik Seite 38<br />
3.3 Anforderungen an Fotovoltaikanlagen<br />
3.<strong>3.1</strong> Solarzellen<br />
Von den bereits in Punkt <strong>3.1</strong>.1 erwähnten Solarzellentypen wird in erster Line ein höherer Wirkungsgrad<br />
und eine starke Kostenreduzierung gefordert. Die Lebensdauer der etablierten Technologien<br />
liegt sicherlich weit über 20 Jahre, jedoch wird in den meisten Amortisationsrechnungen<br />
eine Zeit von 15 Jahren verwendet.<br />
Die „graue Energie“, d.h., die bei der Produktion aufgewendete Energie, und somit die energetische<br />
Amortisationszeit muss noch drastisch gesenkt werden. Die Produktion der Solarzellen ist<br />
schon sehr energieaufwändig und auch das zur Modulbildung verwendete Aluminium trägt in<br />
hohem Maße zur langen energetischen Amortisationszeit von etwa 3 bis 5 Jahren bei. Es stellt<br />
sich hier die Frage, ob man unbedingt Aluminium verwenden muss.<br />
Auch die CO2-Emission bei der Fertigung ist nicht außer Betracht zu lassen und hängt vom verwendeten<br />
Energiemix im betroffenen Produktionsland ab. Dieser Faktor wäre <strong>für</strong> in Österreich<br />
erzeugte Module sehr gut, allerdings gibt es in Österreich keine Produktionsstätten.<br />
3.<strong>3.1</strong>.1 Abschattung<br />
Die Standortwahl hat natürlich so zu erfolgen, dass keine natürlichen Abschattungen vorkommen,<br />
wie dies z.B. durch den Schattenwurf von Bäumen oder hohen Häusern gegeben ist.<br />
Es gibt jedoch auch schwer vermeidbare Abschattungseffekte, wie diese durch Schnee, Laub<br />
oder durch Verschmutzung der Solarzellen eintreten können.<br />
Die Auswirkung von Abschattungen auf den Ertrag einer Solarzelle ist im Wesentlichen durch<br />
die Verschaltung der Solarmodule bestimmt. Solarzellen werden in der Regel in Serie geschaltet,<br />
um eine brauchbare Spannung zu erreichen und diese dann parallel aneinandergereiht, um die<br />
gewünschte Leistung zu erhalten. Wenn ein Element in einer Reihenschaltung abgeschattet wird,<br />
kann dieses thermisch zerstört werden. Abhilfe erhält man durch Einbau einer Bypassdiode.<br />
Meist wird diese Diode über mehrere serielle Zellen geschaltet, dies führt jedoch zu großen Ertragseinbußen,<br />
wie in Diag. 3.3-1 zu sehen ist. Wenn jede Solarzelle eine eigene Bypassdiode<br />
erhält, ist dieser Effekt nicht mehr so stark zu beobachten. In Diag. 3.3-2 ist das Abschattungsverhalten<br />
bei verschiedenen Verschaltungen zu sehen [15].<br />
Walter Hipp Diplomarbeit