Betriebsmodell der optischen, thermischen und elektrischen Parameter von photovoltaischen Modulen

Wirkungsgradeinbußen von photovoltaischen Modulen gegenüber den Standardtestbedingungen werden sehr oft durch Fehleinschätzungen der Temperaturentwicklung in der Solarzelle verursacht. Um präzisere Ergebnisse in der Vorhersage von Zelltemperaturen zu erhalten, wurden sowohl die Parameter, welche die einfallende Strahlung (optische Parameter), wie auch die abzugebende Wärme (thermische Parameter) beeinflussen, theoretisch und experimentell insbesondere für aride Betriebsbedingungen (heiter, hohe Außentemperaturen und Schwachwind) detailliert untersucht. Erstaunlich sind die hohen Reflexionsverluste, der Einfluß der diffusen Einstrahlung, die Abhängigkeit vom Polarisationszustand des Himmels und den Materialeigenschaften der Moduleinkapselung. Das erstellte Betriebsmodell erlaubt es, die Transmissionseigenschaften einer dreischichtigen Moduleinkapselung, die in der Zelle absorbierte Bestrahlungsstärke, die Zelltemperatur (+ 1,5 K), sowie den Tagesverlauf des Zell- und Modulwirkungsgrades mit bisher nicht gekannter Genauigkeit vorherzusagen. Maßnahmen zur Verbesserung des optischen und thermischen Verhaltens von solarelektrischen Generatoren werden vorgestellt, auf ihre Eignung hin überprüft und mittels eines selbst entwickelten Simulationsprogrammes (STOPV) quantifiziert.