Environmental Engineering Reference
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die positiv geladenen Elektronenlöcher in Richtung der Zellrückseite be-
schleunigt und sammeln sich jeweils dort an. Die auf Ober- und Untersei-
te der Solarzelle gut sichtbaren Metalllinien sammeln die Ladungsträger
ein. Verbindet man beide Seiten der Solarzelle leitend, so fließt ein elek-
trischer Strom, der in einem elektrischen Verbraucher Arbeit verrichten
kann.
Photovoltaik-Anlagen sind in der Lage, das solare Strahlungsspek-
trum zwischen 300 nm und etwa 1100 nm in elektrischen Strom zu wan-
deln, die elektrische Leistung der Solarzelle steigt proportional mit der
Einstrahlungsleistung. Der Wirkungsgrad von Serienprodukten liegt je
nach Zelltyp zwischen 9% bei Dünnschichtmodulen und 18% bei kris-
tallinen Siliziumzellen.
Praxiswerte
In Deutschland werden auf eine horizontale Fläche von 1m
2
im
Jahresmittel etwa 900 bis 950 kWh eingestrahlt, an einem Tag im
Sommer etwa 5 kWh=m
2
, im Winter nur rund 0,5 kWh=m
2
.Wenn
die Module in einemNeigungswinkel von ungefähr 30
ı
in Südrich-
tung aufgestellt werden, beträgt die Jahressumme der Einstrahlung
etwa 10% mehr, also rund 1000 kWh=m
2
.
Eine Photovoltaik-Anlage mit einer Nennleistung von 1 kW
„erntet“ im Jahr etwa 900 kWh elektrische Energie und benö-
tigt dafür eine Modulfläche von 7 bis 12m
2
, je nach Zelltyp
bzw. Wirkungsgrad. Bezogen auf die Nennleistung arbeitet das
PV-Modul also mit durchschnittlich 900 Vollbenutzungsstunden
(1 kW
900 h=a
D
900 kWh=a). Um eine gegenseitige Verschat-
tung zu vermeiden, sind die Modulreihen in einem Abstand etwa
der dreifachen Modulhöhe gegeneinander versetzt installiert, je
kW wird deshalb bei Freiflächenanlagen eine Aufstellfläche von
etwa 40m
2
benötigt.
Elektrischer Strom kann aus Solarstrahlung nicht nur direkt durch
Photovoltaik, sondern auch über den Zwischenschritt thermischer Ener-
gieerzeugung gewonnen werden. Aus dieser wird dann wie in einem kon-
ventionellen Kraftwerksprozess mit Verdampfer, Turbine, Kondensator
