Glossar: Die wichtigsten Begriffe rund um Verschattung und PV-Module

Ein Nachschlagewerk für alle Fachbegriffe, die auf dieser Seite verwendet werden — von der einzelnen Zelle bis zur Leistungskurve. Für den Zusammenhang zwischen den Begriffen lohnt sich der Artikel Was ist Verschattung bei Solarmodulen?, für die genaue Berechnung Wie berechnet Solarschatten die Leistung?.

Solarmodul (Modul)

Das physische PV-Panel, das du im Simulator auswählst. Besteht aus einem Zellraster und einem oder mehreren Strings.

Zelle

Die einzelne photovoltaische Zelle — die kleinste physische Einheit, die unabhängig verschattet werden kann.

Zellraster

Die physische Anordnung der Zellen eines Moduls in Zeilen und Spalten, inklusive der Information, ob es sich um Vollzellen oder Half-Cut-Zellen (halbierte Zellen) handelt. Bestimmt, wo auf der sichtbaren Modulfläche welche Zelle liegt.

String

Der klassische Fall einer Bypass-Zone: mehrere in Serie verschaltete Zellen, geschützt von genau einer Bypass-Diode.

Bypass-Diode

Eine Diode, die parallel zu einem String verschaltet ist. Bei Rückwärtsspannung überbrückt sie den ganzen String und verhindert so einen Hot-Spot. → mehr dazu: Bypass-Dioden einfach erklärt

Bypass-Zone

Eine Gruppe von in Serie verschalteten Zellen, die bei Verschattung gemeinsam überbrückt werden und dann nicht mehr zur Modulleistung beitragen. Bei klassischen Modulen reicht dafür eine einzige verschattete Zelle. Manche Module (z. B. Aiko ABC) können zusätzlich einzelne verschattete Zellen per Soft-Breakdown selbst überbrücken, ohne die ganze Zone zu opfern — bis zur Soft-Bypass-Schwelle.

Soft-Bypass-Schwelle

Die Anzahl gleichzeitig verschatteter (strombegrenzender) Zellen, die eine Bypass-Zone toleriert — jede dieser Zellen fällt einzeln per Soft-Breakdown aus (~0 W), ohne die übrigen Zellen der Zone zu beeinträchtigen. Wird die Schwelle überschritten, fällt die ganze Zone aus. Bei klassischen Modulen liegt sie bei 0 (keine Toleranz); bei Aiko-ABC-Modulen bei ca. 4. → mehr dazu: Aiko ABC & Soft-Bypass

Verschattung

Eine frei gezeichnete Form (z. B. ein Ast-Umriss) über der schematischen Darstellung des Solarmoduls, die geometrisch mit den Zellflächen überschnitten wird. Du kannst mehrere Verschattungen gleichzeitig zeichnen, jede mit eigener Deckkraft.

Deckkraft

Ein Regler (0–100 %) pro Verschattung, der angibt, wie stark diese das Licht abschwächt. 0 % = kein Effekt, 100 % = maximale Abschwächung bis zum diffusen Reststrahlungs-Anteil.

Diffuser Reststrahlungs-Anteil

Die physikalische Untergrenze (Standard: 15 %) der Bestrahlungsstärke, die selbst bei 100 % Deckkraft noch bei einer Zelle ankommt — Streulicht wird von einem Schatten nie vollständig blockiert.

Verschattungsgrad

Der Anteil (0–100 %) der Fläche einer einzelnen Zelle, der von einer oder mehreren Verschattungen bedeckt ist. Bestimmt zusammen mit der Deckkraft und dem diffusen Reststrahlungs-Anteil die effektive Bestrahlungsstärke der Zelle. Überlappen sich mehrere Verschattungen, gilt die "dunkelste Form gewinnt"-Regel.

P-V-Kennlinie

Die Kurve der Modulleistung über der Modulspannung, berechnet aus dem Eindioden-Modell aller Bypass-Zonen. Bei Teilverschattung kann sie mehrere lokale Leistungsspitzen haben — eine pro noch aktiver Zonen-Kombination.

MPP (Punkt maximaler Leistung)

Der Punkt auf der P-V-Kennlinie mit der höchsten Leistung — bei mehreren lokalen Spitzen der global höchste.

Leistung

Der Wert der elektrischen Leistung (Watt) am MPP des Solarmoduls unter einer gegebenen Verschattung, berechnet unter Standardbedingungen (STC). Nicht zu verwechseln mit Ertrag, der eine über Zeit integrierte Energiemenge in kWh meint — das berechnet Solarschatten nicht.

STC (Standard Test Conditions)

Standard-Testbedingungen für Solarmodule: 1000 W/m² Bestrahlungsstärke, 25 °C Zelltemperatur. Die Werte auf einem Datenblatt (Voc, Isc, Vmp, Imp) beziehen sich immer auf STC.

Voc, Isc, Vmp, Imp

Die vier zentralen Datenblattwerte eines Solarmoduls: Voc (Leerlaufspannung), Isc (Kurzschlussstrom), Vmp und Imp (Spannung und Strom am Punkt maximaler Leistung, unter STC).

Eindioden-Modell

Das in der Photovoltaik gängige Standardverfahren zur elektrischen Modellierung einer Solarzelle. Aus den Datenblattwerten werden physikalische Zellparameter extrahiert, aus denen sich die komplette Strom-Spannungs-Kennlinie berechnen lässt.

Half-Cut-Zelle

Eine halbierte Solarzelle. Half-Cut-Module bestehen aus doppelt so vielen, halb so großen Zellen wie Vollzellen-Module — das verändert die String- und Bypass-Zonen-Aufteilung, aber nicht das grundsätzliche Funktionsprinzip. → mehr dazu: Halbzellen & Drittelzellen

Weiterlesen: Was ist Verschattung bei Solarmodulen? · Wie berechnet Solarschatten die Leistung?