Programm Photovoltaik Ausgabe 2008 ... - Bundesamt für Energie BFE

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7/12 Die Gleichungen (5) bis (7) werden benutzt, um in den folgenden Abbildungen die Wirkungsgradverläufe gemäss Modell (1) zu berechnen. Abb. 5: Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Einstrahlungsintensität, bei konstanter Zellentemperatur und konstanter Luftmasse, für zwei verschiedene Modultechnologien. Beide Module weisen ein sehr gutes Teillastverhalten auf. Das heisst, die Wirkungsgrade, z.B. bei einer Einstrahlungsintensität von lediglich 100 W/m 2 sind immer noch ähnlich hoch, wie die Wirkungsgrade bei Standardtestbedingungen (Zellentemperatur 25°C, relative Luftmasse 1.5 und Einstrahlung 1000 W/m 2 ). Abb. 6: Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Zellentemperatur, bei konstanter Einstrahlung und konstanter Luftmasse, für zwei verschiedene Modultechnologien. Wirkungsgrad und jährliche Stromproduktion von Photovoltaikmodulen, W. Durisch, PSI Seite 183 von 288
Abb. 7: Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Luftmasse, bei konstanter Einstrahlung und konstanter Temperatur für zwei verschiedene Modultechnologien. Das monokristalline Si-Modul von SunPower zeigt einen hervorragenden Wirkungsgradverlauf über nahezu den gesamten Einstrahlungsbereich, Abb. 5. Bei einer Einstrahlung von 591 W/m 2 weist der Wirkungsgrad ein Maximum von 19.7% auf. Selbst bei der relativ tiefen Einstrahlung von 100 W/m 2 beträgt der Wirkungsgrad noch 18.6 %. Wie bei Modulen mit monokristallinen Zellen üblich, sinkt der Wirkungsgrad mit zunehmender Zellentemperatur vergleichsweise stark, Abb. 6. Sie eignen sich deshalb vor allem für alpine Anwendungen und weniger für heisse Wüstengebiete. Abb. 7 zeigt, dass der Wirkungsgrad auch bezüglich Luftmasse einen hervorragenden Verlauf aufweist. Im Gegensatz zu anderen Modultypen, bei welchen der Wirkungsgrad mit zunehmender Luftmasse markant abnimmt, Abb. 8, steigt er beim SunPower-Modul sogar leicht an, was auf eine gute Anpassung seiner Empfindlichkeit auf das rot-verschobene Sonnenspektrum am früheren Vormittag und späteren Nachmittag hindeutet. Abb. 8: Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Luftmasse für drei verschiedene Modultechnologien basierend auf mehreren aufeinander gestapelten dünnen Siliziumschichten [8]. Die Messreihen wurden um die Mittagszeit gestartet und bei Sonnenuntergang beendet. Während dieser Zeit hat die Luftmasse zu-, die Einstrahlungsintensität und die Zellentemperatur abgenommen. Das µc-Si/a-Si-Minimodul wurde freundlicherweise vom Institut de Microtechnique, IMT, der Universität Neuenburg zur Verfügung gestellt. Seite 184 von 288 Wirkungsgrad und jährliche Stromproduktion von Photovoltaikmodulen, W. Durisch, PSI 8/12
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