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OldBo
30.06.2015
Ein Solarmodul besteht aus mehreren einzelnen verschalteten Solarzellen, um für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche geeignete Spannungen bzw. Leistungen bereitzustellen.
Silizium-Solarzellen<br />Reihen- und Parallelschaltung
 Silizium-Solarzellen
Reihen- und Parallelschaltung
Quelle: Bosy

Ein Solarmodul besteht aus mehreren einzelnen verschalteten Solarzellen, um für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche geeignete Spannungen bzw. Leistungen bereitzustellen. Dabei ergibt eine Reihenschaltung (Serienschaltung) der Zellen eine höhere Spannung (Volt) und eine Parallelschaltung einen höheren Strom (Ampere).

Die Solarzellen bestehen immer aus mehreren Schichten. Die stromproduzierenden Schichten haben zwei unterschiedlich dotierten Halbleiterschichten.

Die Halbleitermaterialien sind

  • monokristallines Silizium
  • polykristallines Silizium (Si)
  • amorphes Silizium (a-Si)
  • Kadmium-Tellurid (CdTe)
  • Kupfer-Indium-(Gallium-)Diselenid (CIS/CIGS)

Am häufigsten wird Silizium eingesetzt. Die Silizium-Solarzellen bestehen aus (n- und p-dotiertem) Silizium und bei CdTe- oder CIS/CIGS-Solarzellen werden verschiedene Halbleiter in einer Zelle eingesetzt.

So erzeugt z. B. eine ca. 15 cm x 15 cm große kristalline Solarzelle eine elektrische Spannung von ca. 0,5 V und eine elektrische Stromstärke von ca. 5 A. Die Leistung dieser Solarzelle ergibt das Produkt aus Spannung und Stromstärke, also 0,5 V x 5 A = 2,5 W.

Werden bei einer Reihenschaltung z. B. 5 dieser Solarzellen in Reihe geschaltet, so addieren sich die Spannungen der einzelnen Solarzellen 2,5 V (5x 0,5 V). Die elektrische Stromstärke bleibt 5 A. Also haben diese Solarzellen eine Leistung von 12,5 W (2,5 V x 5 A).

Werden bei einer Parallelschaltung 5 dieser Solarzellen parallel geschaltet, so addieren sich die elektrischen Ströme zu einer Gesamtstromstärke von 25 A (5x 5 A). Die elektrische Spannung bleibt 0,5 V. Also haben diese Solarzellen eine Leistung von 12,5 W (0,5 V x 25 A).

Es ist also egal, ob es eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung ist, beide Schaltmöglichkeiten führen bei gleichartigen Solarzellen zu der gleichen elektrischen Leistung. Bei der Herstellung von Solarmodulen ist es üblich zwischen 36 und 144 Solarzellen in Reihe zu schalten, um die Gesamtspannung des Solarmoduls zu erhöhen. Ein solches Solarmodul erzeugt eine Gesamtspannung von 20 bis 80 V. Die Leistung eines solchen Solarmoduls beträgt zwischen 100 W und 300 W.

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