Photovoltaik-Kennlinie?
hallo, habe da ein kleines Problem das ich nicht verstehe. Wäre nett wenn mir vielleicht jemand helfen könnte. Es geht hier um das Diagramm einer Solarzelle. Ich habe ein Bild davon im Anhang. Also ich verstehe das bei einem Widerstand von 0 Ohm, der maximale Strom fließt und bei die max. Spannung bei einem Strom von 0 Volt abfällt. Bei R=U/I wenn aber I=0, dann wäre ja der Widerstand der Solarzelle gleich der max. Spannung von dieser? Außerdem verstehe ich nicht wieso die Kurve nach unten stark gekrümmt wird, wenn doch aus I=U/R folgt dass I immer größer werden muss.
2 Antworten
Das ist kein ohmscher Widerstand! Es ist eine Solarzelle! Warum die Kurve abfällt? Weil eine Solarzelle eine maximale Leistung hat.
Um die Kennlinie zu verstehen, muß man sich klarmachen, daß die Solarzelle, so wie alle Batterien und anderen Stromquellen auch, einen Innenwiderstand hat. Ein Teil der Spannung fällt an diesem Innenwiderstand ab, und der andere Teil an dem außen angeschlossenen Lastwiderstand. (Siehe: Spannungsteilerregel.)
Ist der Lastwiderstand 0 Ohm (also Kurzschluß), dann liegt nur der Innenwiderstand an, an ihm fällt die ganze Spannung ab und er allein bestimmt nach I = U/R den Strom (in diesem Fall den Kurzschlußstrom).
Wenn dagegen I = 0 A ist, daß muß der Lastwiderstand unendlich sein (Verbraucher ausgeschaltet). Im Verhältnis zu Unendlich ist dann der Innenwiderstand so gut wie Null, d.h., nach der Spannungsteilerregel fällt an ihm keine Spannung ab und man hat die volle Leerlaufspannung an den Klemmen.
Hier ist der Zusammenhang für eine allgemeine Spannungsquelle erklärt: http://www.stefan-schenke.de/joomla/index.php?option=com_content&view=article&id=117%3Aspannungsquelle&catid=42%3Agrundlagen-der-elektrotechnik&Itemid=66 Die hier abgebildete Kennlinie verläuft im Wesentlichen genauso wie die der Solarzelle, nämlich nach unten. Nur daß sie nicht gekrümmt ist, sondern gerade.
Daß die Kennlinie der Solarzelle nicht gerade, sondern krumm ist, ist nicht so einfach zu erklären. Gekrümmte Kennlinien haben ja alle Halbleiter-Bauelemente. Man nennt solche Bauelemente deshalb nichtlinear.
In dem Wikipedia-Artikel "Solarzelle" wird im Abschnitt "Schaltbilder" erklärt, wie man die Solarzelle mit Ersatzschaltbildern beschreiben kann. In diesen Ersatzschaltbildern werden ebenfalls nichtlineare Bauelemente, nämlich Dioden, verwendet, und die dazugehörigen Formeln sind ebenfalls nichtlinear. Mit dem Ohmschen Gesetz allein kann man sie nicht mehr erklären.
Man kann jedenfalls sagen, daß der Innenwiderstand der Solarzelle nicht konstant ist. Er ändert sich, je nach Stärke des fließenden Stromes und nach der Strahlungsleistung des darauffallenden Lichtes.