Solarzelle verkleinern

[Basti W. (bastoo)]

Moin Moin,

ich hab eine Verständnisfrage zum Thema Solarzellen, vielleicht kann mir 
da jemand weiterhelfen?!

Angenommen man halbiert(oder drittelt) die Fläche der Solarzelle, 
verändert sich somit die Spannung oder der Strom der Zelle? Oder sogar 
beides (bei gleichbleibender Strahlung)?

Ist dies ein linearer Vorgang? Also, wenn ich 10% der Fläche entferne, 
sinkt dann meine Leistung auch um 10%, egal wie große die Zelle ist?

Danke im Vorraus!!

Grüße
Basti

[Steffen W. (derwarze)]

Wenn als Solarzelle ein einzelnes Element gemeint ist (also keine 
konfektionierten zusammengeschalteten Panele) ändert sich nur der 
entnehmbare Strom und damit die Leistung der Zelle. Die Zellspannung 
ändert sich nicht. Der Zusammenhang ist linear.

[Basti W. (bastoo)]

Danke Steffen! Genau, es war ein einzelnes Element gemeint. Kannst Du 
mir dazu den pyhsikalischen Hintergrund nennen? Ist es so, dass die 
Dicke des dotierten Gebietes für die Spannung und den Strom maßgebend 
ist und die gesamte Fläche dann zu einer Stromerhöhung führt (Spannung 
bleibt konstant über die Fläche)?

Du weisst nicht zufällig ob schon Forschungen gemacht wurden, wie weit 
sich ein Krater in dem Solarelement auswirken würde? :D Angenommen ein 
Stein schlägt 100µm in eine 200µm dicke Zelle ein und hinterlässt jetzt 
einen (ideal angenommen) runden Krater mit einem bestimmten Durchmesser. 
Wie verhält sich jetzt der Strom? ^^ Ich weiss, diese Frage ist sehr 
speziell.. :)

Gruß
Basti

[SolarLaie (Gast)]

Deine Problematik ist aber fern von jeder Realität!
Die realen Probleme treten durch Ab- oder Verschattung von Panelen oder 
ganzen Gruppen auf!

[asdf (Gast)]

Hört sich ganz nach Weltraumschrott an. Die Panele der Satelliten sind 
wohl auch ziemlich durchlöchert und funktionieren meistens immer noch. 
Such doch mal in die Richtung, da gibts mit Sicherheit haufenweise 
Studien. Allerdings fliegen die meisstens mit GaAs-Zellen, die mit den 
Zellen auf Erden sehr wenig zu tun haben.

[Basti W. (bastoo)]

asdf schrieb:
> Hört sich ganz nach Weltraumschrott an.

Genau das ist das Thema.. :)

Kann mir vielleicht jemand den Hintergrund nennen, warum die Spannung 
gleich bleibt und der Strom sich verringert, wenn die Oberfläche der 
Solarzelle kleiner wird?

Danke euch!

[Steffen W. (derwarze)]

Bin kein Experte für die Solarzellenphysik, ist nur das Basiswissen.
Doch sollten im Netz dazu umfangreiche Infos zu finden sein.

[Ottmar K. (wil1)]

Vorsicht bissiger Troll, bitte nicht weiter füttern!

[Basti W. (bastoo)]

Ottmar K. schrieb:
> Vorsicht bissiger Troll, bitte nicht weiter füttern!

Wie ist das bitte zu verstehen?

[Michael R. (mexman)]

Hallo Basti,

> Kann mir vielleicht jemand den Hintergrund nennen, warum die Spannung
> gleich bleibt und der Strom sich verringert, wenn die Oberfläche der
> Solarzelle kleiner wird?

Das ist Grundwissen Solartechnik, setzt etwas Physikkennntnisse zum 
Atommodell und dessen Baendern voraus und ist darueberhinaus problemlos 
im Netz zu finden.

Gruss

Michael

[Achim M. (minifloat)]

In erster Näherung ähnelt eine Solar-Einzelzelle einer Stromquelle mit 
parallelgeschalteter Siliziumdiode in Flussrichtung.

       +---*---o "Plus"
     ^ |  _|_   
I_Ph | 8  _V_
     | |   |
       +---*---o "Minus"

Die Stromquelle als auch die Diode erstrecken sich über die ganze Fläche 
der Einzelzelle.

Die Diodenkennlinie ändert sich durch den Steineinschlag im Faktor 
Sperrsättigungsstrom. Wegen der e-Funktion im einfachen Shockley-Modell 
merkt man da recht wenig.
Wenn man den Zellenverbund in Serie im PMPP betreibt, merkt mans auch 
nicht unbedingt bzw. eben an der kleineren Spannung an der beschädigten 
Einzelzelle, die bei gleichem Strom rauskommt. Es sei denn, eine Zelle 
ist so kaputt, dass sie den Strom durch die erhöhte Stromdichte nicht 
mehr trägt und deswegen weiter degeneriert.

Die Stromquelle der Einzelzelle wird entsprechend dem Verlust an Fläche 
durch den Steinschlag weniger Strom liefern. Liegt der Flächenverlust 
z.B. bei 10%, liefert diese Einzelzelle eben nur noch 90% des Stromes im 
unbeschädigten Zustand bei gleichem Lichteinfall, gleicher Temperatur 
usw.

mfg mf

[Basti W. (bastoo)]

Danke Mini Float!! Hat mir weitergeholfen!

Ein schönen Gruß
Basti