Kennlinie

Mit einer Kennlinie werden immer zwei Größen dargestellt, die voneinander angewiesen sind. Die Strom-Spannungs-Kennlinie zeigt die Proportion von Zellstrom und Zellspannung bei Solarzellen an, bzw. das Auftreten der Solarzelle in Dependenz von Lichteinstrahlung und Temperatur. Sie wird auch deswegen als I-U-Kennlinie bezeichnet. Üblicherweise wird die Kennlinie einer Halbleiterdiode (Solarzelle) in vier Quadranten aufgesplittet. Die verbreitete Demonstration in der I-U-Kennlinie von Solarzellen ist auf den vierten Quadranten, die Stromproduktion beschränkt.

Durch die Betrachtungsweise der Kennlinie bei Solarzellen wird das bessere Verständnis für die Verhaltensweise von Photovoltaikanlagen verdeutlicht. Zudem kann durch die Vermessung der Kennlinie die Funktionalität der Photovoltaikanlage einer Bewertung unterzogen werden. Fehler, z.B. Verschattungen oder sonstige Störungen führen zu diesen Rückschlüssen bei Abweichungen. Die Kennlinie der Solarzelle verfügt über einen runden rechteckigen Vorgang. Je rechteckiger der Vorgang der Solarzelle, umso besser ist das Resultat. Die Messung des Kurzschlussstroms erfolgt durch den Zusammenschluss des Vorder- und Rückkontaktes der Solarzelle. Es darf sich kein Verbraucher bzw. Widerstand dazwischen befinden und die Klemmen müssen offen sein. Der jetzt messbare, fließende Strom wird als Kurzschlussstrom /ISC) bezeichnet. Der Kurzschlussstrom befindet sich geradlinig zur Bestrahlungsstärke.

Eine Messung der Leerlaufspannung wird ohne Kontaktierung des Vorder- und Rückkontaktes vorgenommen. Sie wird als VOC angegeben. Die Spannung des Leerlaufs befindet sich nicht geradlinig zur Intensität der Bestrahlung. Sie steigt jedoch schon bei minimaler Bestrahlung sehr stark an und klettert anschließend langsam bis zu einem maximalen Wert weiter an. Bei der Auftragung der Spannung (x-Achse) gegen die Stromstärke (y-Achse) verdeutlicht die Kennlinie (Diagramm), dass nur an einem Element, am Maximum Power Point die Höchstleistung abgegeben wird. Die Solarzelle gibt ihre maximale Leistung am Maximum Power Point (MPP) ab.Der MPP kann sich jedoch modifizieren, weil er von der Temperatur und der Intensität der Bestrahlung abhängt.

Eine Ableitung erhält der Füllfaktor durch die Kennlinie. Er ist der Quotient aus maximaler Leistung und Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung. Er bleibt immer geringer als 1, soll aber so voluminös wie möglich sein. Der Füllfaktor kann auch den Wirkungsgrad der Solarzelle wiedergeben.

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