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Photovoltaik Zu viel Hitze bremst die Stromproduktion

| Redakteur: Carina Schipper

Bei hohen Lufttemperaturen und starker Sonneneinstrahlung sinkt der Wirkungsgrad von Photovoltaikmodulen um bis zu 10 %, so das Ingenieurbüro Kehl. Durch die Überhitzung können sie nicht mehr optimal Strom produzieren.

Zu hohe Temperaturen beeinträchtigen die Stromproduktion in den Zellen.
Zu hohe Temperaturen beeinträchtigen die Stromproduktion in den Zellen.
(Bild: Bernd Sieker, CC BY-SA 2.0, flickr.com)

Die Leistung der Photovoltaikzelle richtet sich nach der Anzahl der Lichtteilchen (Photonen) in der Sonnenstrahlung. Das Halbleitermaterial (Silizium in Lochgitterstruktur) nimmt die Photonen auf. Diese setzen ein bewegliche Elektronen frei, die zur elektrischen Spannung benötigt werden. Diese Umwandlung, auch Photoeffekt genannt, ermöglicht die Nutzung von Sonnenenergie. Da sich bei Hitze das Silizium ausdehnt, werden auch die Bandlücken der Lochgitterstruktur der Photovoltaikzelle ausgedehnt und so können sich die Elektronen schwerer lösen. Das beeinträchtigt die Leistung der Module. Die Planungsspezialisten empfehlen, schon bei der Ausführung und Montage auf eine entsprechende Hinterlüftung zu achten. Photovoltaikmodule erzeugen bei zu hohen Temperaturen weniger Strom. Hierbei spielt der Temperaturkoeffizient, der auf den Moduldatenblättern ausgewiesen ist, eine wichtige Rolle. Er definiert, wie viel Prozent Leistung bei der Erhöhung der Umgebungstemperatur um 1 °C verloren gehen kann. Der Leistungsverlust liege bei kristallinen Modulen bei etwa 0,5 % / °C. Dünnschichtmodule seien weniger empfindlich, berichtet Kehl. Eine Überhitzung der Photovoltaikmodule lässt sich beispielsweise durch mehr Abstand zwischen Modulen und Dach oder Untergrund vermieden. Bei normaler Nutzung reicht hier ein Abstand von 10 cm aus. Durch den Abstand zwischen Modul und Dachhaut entsteht ein Kamineffekt, der die warme Luft nach oben bringt, wo diese entweichen kann. Die steigende warme Luft zieht frische Luft von unten nach sich. Auch eine separate Kühlung der Module ist möglich, diese sei sehr energieeffizient, allerdings oft nicht wirtschaftlich, heißt es.

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