Spannung (U)
Die elektrische Spannung, auch als Potenzialdifferenz bezeichnet und mit dem Formelzeichen U gekennzeichnet, ist eine grundlegende physikalische Größe in der Elektrotechnik und somit auch in der Photovoltaik. Sie wird gemessen in Volt (V) und beschreibt die „Stärke“ einer Stromquelle, die dafür sorgt, dass sich elektrische Ladungen durch ein Kabel oder einen anderen Leiter bewegen.
In einer Solarzelle ist die Spannung eine zentrale Größe. Die Leerlaufspannung beispielsweise ist die Spannung, welche innerhalb der Solarzelle ohne jegliche Abnehmer oder Verkabelung fließt. Sie wird beeinflusst von der Intensität des Sonnenlichts: Je stärker das Licht, desto höher die Spannung.
In einer Photovoltaikanlage werden mehrere Solarzellen zu Modulen zusammengefasst und diese Module oft in Serie geschaltet, um eine höhere Gesamtspannung zu erreichen. Dabei addieren sich die Spannungen der einzelnen Solarzellen oder Module.
Ein weiterer Aspekt der Spannung in der Photovoltaik ist der Maximum Power Point (MPP). Dieser Punkt auf der Kennlinie einer Solarzelle oder eines Solarmoduls zeigt die Kombination aus Strom und Spannung, bei der die Leistung maximal ist.
Auch Wechselrichter in Photovoltaikanlagen haben mit Spannung zu tun. Sie wandeln den von den Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, der ins Stromnetz eingespeist werden kann. Dabei müssen sie die Spannung so regeln, dass sie stabil bleibt und Netzstandards entspricht.