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Was versteht man unter Leerlaufspannung?

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Eingestellt 28, Nov 2014 in Photovoltaik von Anonym
Es gab hier schon eine Frage, von welchen Parametern die Leerlaufspannung abhängt. Aber was exakt die Leerlaufspannung ist, wird nicht erklärt. Wäre toll, wenn das jemand hier ausführlich erklären könnte.
   

1 Antwort

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Beantwortet 28, Nov 2014 von Michael Stöhr (1,180 Punkte)
Die Leerlaufspannung eines Photovoltaikmoduls ist die Spannung, die dieses erzeugt, wenn es keinen Strom abgibt. Sie hängt von der Lichteinstrahlung und der Temperatur ab. Was sie ist, lässt sich nur im Zusammenhang mit den weiteren Begriffen "Kurzschlussstrom" und "Maximum-Power-Point" sinnvoll erklären.

Zur einfacheren Erläuterung sei einmal angenommen, dass die Lichteinstrahlung und die Temperatur sich für einem Moment nicht ändern. Dann sinkt die vom Photovoltaikmodul erzeugte Spannung zunächst leicht, dann immer schneller, wenn der von dem Modul abgegebene Strom ansteigt. Erreicht der abgegebene Strom den Wert des sogenannten Kurzschlussstroms, wird die Spannung Null.

Die von einem Photovoltaikmodul abgegebene elektrische Leistung ist nun das Produkt aus der erzeugten Spannung und dem abgegebenen Strom. Dieses Produkt ist natürlich Null, wenn die Leerlaufspannung erzeugt wird (denn dann ist der abgegebene Strom Null) und wenn ein Kurzschlussstrom abgegeben wird (denn dann ist die erzeugte Spannung Null). Dazwischen ist die abgegebene Leistung größer Null und hat bei einer erzeugten Spannung die etwas unter der Leerlaufspannung liegt den größten Wert. Der abgegebene Strom liegt dann etwas unter dem Kurzschlussstrom.

Dieser Punkt, an dem die abgegebene Leistung den größten Wert erreicht, bezeichnet man mit dem englischen Begriff "Maximum-Power-Point", abgekürzt MPP. Die Werte von Spannung und Strom im MPP sind in der Regel in PV-Moduldatenblättern angegeben. Die dort angegebenen Werte gelten für eine Einstrahlung von 1000 W/m2 und einer Modultemperatur von 25°C. Bei anderen Einstrahlungs- und Temperaturwerten haben Spannung und Strom im MPP andere Werte.

Um aus einem PV-Modul die jeweils maximale Leistung herauszuholen, muss mittels einer elektronischen Steuerung der von Einstrahlung und Temperatur abhängige MPP eingestellt werden. Dies besorgt ein sogenannter MPP-Tracker, der in fast jedem Wechselrichter und fast jedem Batterieladeregler eingebaut ist.
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