Volt

 
 

Wesentliche Maẞzahl auch in der Photovoltaik: Das Volt

Elektrostatischer Voltmeter

Elektrostatischer Voltmeter, Rawson

Volt (nach dem italienischen Begründer der Elektro­technik Ales­sandro Volta, 1745-1827) ist die internationale Maßeinheit für elektrische Spannung. Das physikalische Einheitenzeichen für Volt ist das V.
Zu beachten: Die Abkürzung für Spannung, die in Formeln verwendet wird, ist allerdings nicht V, sondern U.

Typische Angaben sind:

  • 230 Vac (nach engl. alternating current): Volt Wechselstrom
  • 12 Vdc (nach engl. direct current: Volt Gleichstrom

Dass die elektrische Spannung eine maßgebliche Größe in der Photovoltaik ist, verrät allein schon ihr Name - "Photovoltaik" setzt sich zusammen aus gr. Phos, Licht, und Volt für Spannung - außerdem der Endsilbe -ik (die hier für "Themengebiet", "Fachdisziplin", "Technik" steht; vgl. Endsilbe -ik).
Photovoltaik heißt also so viel wie "Fachdisziplin der elektrischen Spannung aus Licht", oder, alternativ dazu und sogar genauer: "Technik der Erzeugung elektrischer Spannung aus Photonen".

Warum ist die Maßzahl Volt wichtig in der Photovoltaik?

12 V / 24 V / 48 V / 230 V sind in der Photovoltaik gern gesehene Angaben.
Sie verraten, welche Spannung eine PV-Anlage erzeugt, und ob sie damit ihren Zweck erfüllt.

Welche elektrische Spannung eine Photovoltaikanlage generieren sollte, hängt von ihrem Einsatz ab.
Handelt es sich um

  • eine Inselanlage, die für eine (begrenzte) Versorgung von einigen wenigen Stromverbrauchern in direkter räumlicher Nähe dient?
  • Oder um eine typische Photovoltaikanlage, die Strom zur Einspeisung ins öffentliche Netz gedacht ist?

Spannung bei der Inselanlage

Nicht der typische, aber doch ein häufiger Anwendungsfall der Photovoltaik: Die Insel- oder Off-Grid-Anlage. Kleine Photovoltaikanlagen können als netzferne Stromlieferanten für genau umrissene begrenzte Zwecke ausgeführt werden - z.B. für Ferienhäuser, Boote, Wohnmobile etc.

Mehr über Insel- oder "Off-Grid"-Anlagen finden Sie hier

Wesentliche Maẞzahl auch in der Photovoltaik: Das Volt

Elektrostatischer Voltmeter

Elektrostatischer Voltmeter, Rawson

Volt (nach dem italienischen Begründer der Elektro­technik Ales­sandro Volta, 1745-1827) ist die internationale Maßeinheit für elektrische Spannung. Das physikalische Einheitenzeichen für Volt ist das V.
Zu beachten: Die Abkürzung für Spannung, die in Formeln verwendet wird, ist allerdings nicht V, sondern U.

Typische Angaben sind:

  • 230 Vac (nach engl. alternating current): Volt Wechselstrom
  • 12 Vdc (nach engl. direct current: Volt Gleichstrom

Dass die elektrische Spannung eine maßgebliche Größe in der Photovoltaik ist, verrät allein schon ihr Name - "Photovoltaik" setzt sich zusammen aus gr. Phos, Licht, und Volt für Spannung - außerdem der Endsilbe -ik (die hier für "Themengebiet", "Fachdisziplin", "Technik" steht; vgl. Endsilbe -ik).
Photovoltaik heißt also so viel wie "Fachdisziplin der elektrischen Spannung aus Licht", oder, alternativ dazu und sogar genauer: "Technik der Erzeugung elektrischer Spannung aus Photonen".

Warum ist die Maßzahl Volt wichtig in der Photovoltaik?

12 V / 24 V / 48 V / 230 V sind in der Photovoltaik gern gesehene Angaben.
Sie verraten, welche Spannung eine PV-Anlage erzeugt, und ob sie damit ihren Zweck erfüllt.

Welche elektrische Spannung eine Photovoltaikanlage generieren sollte, hängt von ihrem Einsatz ab.
Handelt es sich um

  • eine Inselanlage, die für eine (begrenzte) Versorgung von einigen wenigen Stromverbrauchern in direkter räumlicher Nähe dient?
  • Oder um eine typische Photovoltaikanlage, die Strom zur Einspeisung ins öffentliche Netz gedacht ist?

Spannung bei der Inselanlage

Nicht der typische, aber doch ein häufiger Anwendungsfall der Photovoltaik: Die Insel- oder Off-Grid-Anlage. Kleine Photovoltaikanlagen können als netzferne Stromlieferanten für genau umrissene begrenzte Zwecke ausgeführt werden - z.B. für Ferienhäuser, Boote, Wohnmobile etc.

Mehr über Insel- oder "Off-Grid"-Anlagen finden Sie hier

Wesentliche Maẞzahl auch in der Photovoltaik: Das Volt

Elektrostatischer Voltmeter

Elektrostatischer Voltmeter, Rawson

Volt (nach dem italienischen Begründer der Elektro­technik Ales­sandro Volta, 1745-1827) ist die internationale Maßeinheit für elektrische Spannung. Das physikalische Einheitenzeichen für Volt ist das V.
Zu beachten: Die Abkürzung für Spannung, die in Formeln verwendet wird, ist allerdings nicht V, sondern U.

Typische Angaben sind:

  • 230 Vac (nach engl. alternating current): Volt Wechselstrom
  • 12 Vdc (nach engl. direct current: Volt Gleichstrom

Dass die elektrische Spannung eine maßgebliche Größe in der Photovoltaik ist, verrät allein schon ihr Name - "Photovoltaik" setzt sich zusammen aus gr. Phos, Licht, und Volt für Spannung - außerdem der Endsilbe -ik (die hier für "Themengebiet", "Fachdisziplin", "Technik" steht; vgl. Endsilbe -ik).
Photovoltaik heißt also so viel wie "Fachdisziplin der elektrischen Spannung aus Licht", oder, alternativ dazu und sogar genauer: "Technik der Erzeugung elektrischer Spannung aus Photonen".

Warum ist die Maßzahl Volt wichtig in der Photovoltaik?

12 V / 24 V / 48 V / 230 V sind in der Photovoltaik gern gesehene Angaben.
Sie verraten, welche Spannung eine PV-Anlage erzeugt, und ob sie damit ihren Zweck erfüllt.

Welche elektrische Spannung eine Photovoltaikanlage generieren sollte, hängt von ihrem Einsatz ab.
Handelt es sich um

  • eine Inselanlage, die für eine (begrenzte) Versorgung von einigen wenigen Stromverbrauchern in direkter räumlicher Nähe dient?
  • Oder um eine typische Photovoltaikanlage, die Strom zur Einspeisung ins öffentliche Netz gedacht ist?

Spannung bei der Inselanlage

Nicht der typische, aber doch ein häufiger Anwendungsfall der Photovoltaik: Die Insel- oder Off-Grid-Anlage. Kleine Photovoltaikanlagen können als netzferne Stromlieferanten für genau umrissene begrenzte Zwecke ausgeführt werden - z.B. für Ferienhäuser, Boote, Wohnmobile etc.

Mehr über Insel- oder "Off-Grid"-Anlagen finden Sie hier

 

Diese Inselanlagen versorgen i.d.R. Gleichstromverbraucher und kleine Batteriesysteme, die eine Spannung von 12 oder 24 Vdc verlangen.
Bei Bedarf kann ihr Strom aber auch durch einen Sinuswechselrichter auf 230 Vac umgerichtet werden.

Warum 230 V?
Bis in die 1980er Jahre war das deutsche Niederspannungsnetz (Hausspannung) auf 220 V / 400 V ausgelegt (400 V = Starkstrom, wie für Elektroherde üblich). Ein EU-Beschluss von 1983 änderte dies - in dessen Folge wurde seit 1987 im Zuge europäischer Angleichung eine Standard-Netzspannung für Haushalte von 230 V / 400 V eingeführt. Auf diese Spannung von 230 V sind Stromverbraucher im Haushalt EU-weit ausgelegt - ältere Verbraucher mit einer 220-V-Auslegung funktionieren jedoch auch unter den jüngeren Bedingungen, werden dabei jedoch etwas höher belastet.

Spannung bei Aufdach-Anlagen

Meist werden Photovoltaikanlagen als typische Aufdachanlage netzgekoppelt für die Einspeisung von Strom in die öffentliche Stromversorgung konzipiert. Im Regelfall wird dies kombiniert mit einem anteiligen Eigenverbrauch des Solarstroms und ggf. Solarstrom-Speichersystem.
Hier ist die benötigte Ausgangsspannung (d.h. die elektrische Spannung am Ausgang der PV-Anlage) sehr viel höher. Sie liegt im Bereich von bis zu mehreren hundert Volt - und muss für die Optimierung des Ertrags (MPP-Tracking) genau mit der Kapazität des Wechselrichters abgestimmt werden.

Abstimmung der Spannung mit dem Wechselrichter

Die Ausgangsspannung des Photovoltaikgenerators darf die maximal zulässige Spannung des Wechselrichters (vgl. dessen Datenblatt!) keinesfalls überschreiten.
Ist die Voltzahl zu hoch für die Auslegung des Wechselrichters, wird dieser mit hoher Wahrscheinlichkeit überlastet und beschädigt.
Ist sie zu niedrig, läuft die Anlage unter Potenzial: Sie verlieren an Ertrag.

So wird die elektrische Spannung angepasst

Einzelne Solarzellen erzeugen in der Regel eine elektrische Spannung von 0,5 V- 0,6 V.
Um eine höhere Spannung aufzubauen, werden sie im Solarmodul in Reihe geschaltet.

Bei parallel geschalteten Stromquellen erhöht sich die Stromstärke (gemessen in Ampere). Die elektrische Spannung in Volt bleibt gleich.
Bei parallel geschalteten Stromquellen ist es umgekehrt - die Voltzahl erhöht sich, die Amperezahl bleibt gleich.

Nach welchem mathematischen Prinzip wird erhöht?
Die Zahlen werden einfach aufsummiert.

Alessandro Volta, der für seine Erfindung der Batterie von Napoleon im Jahr 1810 persönlich in den Grafenstand befördert wurde, - Alessandro Graf Volta also wäre begeistert gewesen: Hätte er allein 20 Batterien mit einer Spannung von jeweils 7 Volt hintereinander gelegt (immer Plus- und Minuspol in Kontakt), hätte er bereits eine Spannung von 140 Volt erzeugt.

Vorsicht:

Das Hintereinanderlegen von Batterien, um Spannung zu erzeugen, ist nicht geeignet für private Experimente!

Bei Berührung stromführender Bereiche besteht schon ab 120 Volt Lebensgefahr.

Auch bei geringeren Spannungen drohen Verbrennungen, Herzrhythmus-Störungen, Atemnot etc.

Sollten Sie einen Stromschlag erhalten haben, suchen Sie unmittelbar ein Krankenhaus auf und lassen Sie Ihr Herz für einige Stunden per EKG monitoren, auch wenn es Ihnen subjektiv gut geht.
Manchmal treten die lebensgefährlichen Erscheinungen erst verzögert auf.

Volt in der PV-Anlage

In einem Photovoltaikmodul werden typischerweise 36 bis 144 Solarzellen hintereinander geschaltet - sie erreichen damit 18 bis an die 80 Volt.
Übliche Module für netzgekoppelte Aufdach-PV-Anlagen liefern am Modulausgang Spannungen von 60 bis 80 V.
Inselanlagen liefern häufig 12 V / 24 V, gelegentlich auch 48 V für ihre Batteriesysteme.

Auch die Spannung hintereinander geschalteter Module im PV-Generator auf dem Dach summiert sich. Werden - wie oft empfohlen - Reihen von 8 Modulen miteinander verschaltet, summieren sich die Spannungen auf bis zu 640 V auf. So können Spannungen von einigen hundert Volt aufgebaut werden.

Es muss jeweils genau errechnet werden, wie hoch sich die Ausgangsspannungen unter verschiedenen Temperaturbedingungen (Minima und Maxima bei -10° C und +70° C) aufsummieren können, um dies mit dem passenden Wechselrichter zu kombinieren (Ihr Solarteur bewerkstelligt dies i.d.R. mit der passenden Planungssoftware).

Volt in Bezug zu anderen Stromeinheiten

Maßgeblich für den Output einer Photovoltaikanlage sind die Maßzahlen von

  • Volt (elektrische Spannung),
  • Ampere (Stromstärke),
  • und Watt (Leistung).

Sie lassen sich folgendermaßen umrechnen:

  • Ampere x Volt = Watt
  • Watt / Volt = Ampere
  • Watt / Ampere = Volt
Solarzellen im Zusammenspiel

Zur individuellen Berechnung

Diese Inselanlagen versorgen i.d.R. Gleichstromverbraucher und kleine Batteriesysteme, die eine Spannung von 12 oder 24 Vdc verlangen.
Bei Bedarf kann ihr Strom aber auch durch einen Sinuswechselrichter auf 230 Vac umgerichtet werden.

Warum 230 V?
Bis in die 1980er Jahre war das deutsche Niederspannungsnetz (Hausspannung) auf 220 V / 400 V ausgelegt (400 V = Starkstrom, wie für Elektroherde üblich). Ein EU-Beschluss von 1983 änderte dies - in dessen Folge wurde seit 1987 im Zuge europäischer Angleichung eine Standard-Netzspannung für Haushalte von 230 V / 400 V eingeführt. Auf diese Spannung von 230 V sind Stromverbraucher im Haushalt EU-weit ausgelegt - ältere Verbraucher mit einer 220-V-Auslegung funktionieren jedoch auch unter den jüngeren Bedingungen, werden dabei jedoch etwas höher belastet.

Spannung bei Aufdach-Anlagen

Meist werden Photovoltaikanlagen als typische Aufdachanlage netzgekoppelt für die Einspeisung von Strom in die öffentliche Stromversorgung konzipiert. Im Regelfall wird dies kombiniert mit einem anteiligen Eigenverbrauch des Solarstroms und ggf. Solarstrom-Speichersystem.
Hier ist die benötigte Ausgangsspannung (d.h. die elektrische Spannung am Ausgang der PV-Anlage) sehr viel höher. Sie liegt im Bereich von bis zu mehreren hundert Volt - und muss für die Optimierung des Ertrags (MPP-Tracking) genau mit der Kapazität des Wechselrichters abgestimmt werden.

Abstimmung der Spannung mit dem Wechselrichter

Die Ausgangsspannung des Photovoltaikgenerators darf die maximal zulässige Spannung des Wechselrichters (vgl. dessen Datenblatt!) keinesfalls überschreiten.
Ist die Voltzahl zu hoch für die Auslegung des Wechselrichters, wird dieser mit hoher Wahrscheinlichkeit überlastet und beschädigt.
Ist sie zu niedrig, läuft die Anlage unter Potenzial: Sie verlieren an Ertrag.

So wird die elektrische Spannung angepasst

Einzelne Solarzellen erzeugen in der Regel eine elektrische Spannung von 0,5 V- 0,6 V.
Um eine höhere Spannung aufzubauen, werden sie im Solarmodul in Reihe geschaltet.

Bei parallel geschalteten Stromquellen erhöht sich die Stromstärke (gemessen in Ampere). Die elektrische Spannung in Volt bleibt gleich.
Bei parallel geschalteten Stromquellen ist es umgekehrt - die Voltzahl erhöht sich, die Amperezahl bleibt gleich.

Nach welchem mathematischen Prinzip wird erhöht?
Die Zahlen werden einfach aufsummiert.

Alessandro Volta, der für seine Erfindung der Batterie von Napoleon im Jahr 1810 persönlich in den Grafenstand befördert wurde, - Alessandro Graf Volta also wäre begeistert gewesen: Hätte er allein 20 Batterien mit einer Spannung von jeweils 7 Volt hintereinander gelegt (immer Plus- und Minuspol in Kontakt), hätte er bereits eine Spannung von 140 Volt erzeugt.

Vorsicht:

Das Hintereinanderlegen von Batterien, um Spannung zu erzeugen, ist nicht geeignet für private Experimente!

Bei Berührung stromführender Bereiche besteht schon ab 120 Volt Lebensgefahr.

Auch bei geringeren Spannungen drohen Verbrennungen, Herzrhythmus-Störungen, Atemnot etc.

Sollten Sie einen Stromschlag erhalten haben, suchen Sie unmittelbar ein Krankenhaus auf und lassen Sie Ihr Herz für einige Stunden per EKG monitoren, auch wenn es Ihnen subjektiv gut geht.
Manchmal treten die lebensgefährlichen Erscheinungen erst verzögert auf.

Volt in der PV-Anlage

In einem Photovoltaikmodul werden typischerweise 36 bis 144 Solarzellen hintereinander geschaltet - sie erreichen damit 18 bis an die 80 Volt.
Übliche Module für netzgekoppelte Aufdach-PV-Anlagen liefern am Modulausgang Spannungen von 60 bis 80 V.
Inselanlagen liefern häufig 12 V / 24 V, gelegentlich auch 48 V für ihre Batteriesysteme.

Auch die Spannung hintereinander geschalteter Module im PV-Generator auf dem Dach summiert sich. Werden - wie oft empfohlen - Reihen von 8 Modulen miteinander verschaltet, summieren sich die Spannungen auf bis zu 640 V auf. So können Spannungen von einigen hundert Volt aufgebaut werden.

Es muss jeweils genau errechnet werden, wie hoch sich die Ausgangsspannungen unter verschiedenen Temperaturbedingungen (Minima und Maxima bei -10° C und +70° C) aufsummieren können, um dies mit dem passenden Wechselrichter zu kombinieren (Ihr Solarteur bewerkstelligt dies i.d.R. mit der passenden Planungssoftware).

Volt in Bezug zu anderen Stromeinheiten

Maßgeblich für den Output einer Photovoltaikanlage sind die Maßzahlen von

  • Volt (elektrische Spannung),
  • Ampere (Stromstärke),
  • und Watt (Leistung).

Sie lassen sich folgendermaßen umrechnen:

  • Ampere x Volt = Watt
  • Watt / Volt = Ampere
  • Watt / Ampere = Volt
Solarzellen im Zusammenspiel

Zur individuellen Berechnung

Diese Inselanlagen versorgen i.d.R. Gleichstromverbraucher und kleine Batteriesysteme, die eine Spannung von 12 oder 24 Vdc verlangen.
Bei Bedarf kann ihr Strom aber auch durch einen Sinuswechselrichter auf 230 Vac umgerichtet werden.

Warum 230 V?
Bis in die 1980er Jahre war das deutsche Niederspannungsnetz (Hausspannung) auf 220 V / 400 V ausgelegt (400 V = Starkstrom, wie für Elektroherde üblich). Ein EU-Beschluss von 1983 änderte dies - in dessen Folge wurde seit 1987 im Zuge europäischer Angleichung eine Standard-Netzspannung für Haushalte von 230 V / 400 V eingeführt. Auf diese Spannung von 230 V sind Stromverbraucher im Haushalt EU-weit ausgelegt - ältere Verbraucher mit einer 220-V-Auslegung funktionieren jedoch auch unter den jüngeren Bedingungen, werden dabei jedoch etwas höher belastet.

Spannung bei Aufdach-Anlagen

Meist werden Photovoltaikanlagen als typische Aufdachanlage netzgekoppelt für die Einspeisung von Strom in die öffentliche Stromversorgung konzipiert. Im Regelfall wird dies kombiniert mit einem anteiligen Eigenverbrauch des Solarstroms und ggf. Solarstrom-Speichersystem.
Hier ist die benötigte Ausgangsspannung (d.h. die elektrische Spannung am Ausgang der PV-Anlage) sehr viel höher. Sie liegt im Bereich von bis zu mehreren hundert Volt - und muss für die Optimierung des Ertrags (MPP-Tracking) genau mit der Kapazität des Wechselrichters abgestimmt werden.

Abstimmung der Spannung mit dem Wechselrichter

Die Ausgangsspannung des Photovoltaikgenerators darf die maximal zulässige Spannung des Wechselrichters (vgl. dessen Datenblatt!) keinesfalls überschreiten.
Ist die Voltzahl zu hoch für die Auslegung des Wechselrichters, wird dieser mit hoher Wahrscheinlichkeit überlastet und beschädigt.
Ist sie zu niedrig, läuft die Anlage unter Potenzial: Sie verlieren an Ertrag.

So wird die elektrische Spannung angepasst

Einzelne Solarzellen erzeugen in der Regel eine elektrische Spannung von 0,5 V- 0,6 V.
Um eine höhere Spannung aufzubauen, werden sie im Solarmodul in Reihe geschaltet.

Bei parallel geschalteten Stromquellen erhöht sich die Stromstärke (gemessen in Ampere). Die elektrische Spannung in Volt bleibt gleich.
Bei parallel geschalteten Stromquellen ist es umgekehrt - die Voltzahl erhöht sich, die Amperezahl bleibt gleich.

Nach welchem mathematischen Prinzip wird erhöht?
Die Zahlen werden einfach aufsummiert.

Alessandro Volta, der für seine Erfindung der Batterie von Napoleon im Jahr 1810 persönlich in den Grafenstand befördert wurde, - Alessandro Graf Volta also wäre begeistert gewesen: Hätte er allein 20 Batterien mit einer Spannung von jeweils 7 Volt hintereinander gelegt (immer Plus- und Minuspol in Kontakt), hätte er bereits eine Spannung von 140 Volt erzeugt.

Vorsicht:

Das Hintereinanderlegen von Batterien, um Spannung zu erzeugen, ist nicht geeignet für private Experimente!

Bei Berührung stromführender Bereiche besteht schon ab 120 Volt Lebensgefahr.

Auch bei geringeren Spannungen drohen Verbrennungen, Herzrhythmus-Störungen, Atemnot etc.

Sollten Sie einen Stromschlag erhalten haben, suchen Sie unmittelbar ein Krankenhaus auf und lassen Sie Ihr Herz für einige Stunden per EKG monitoren, auch wenn es Ihnen subjektiv gut geht.
Manchmal treten die lebensgefährlichen Erscheinungen erst verzögert auf.

Volt in der PV-Anlage

In einem Photovoltaikmodul werden typischerweise 36 bis 144 Solarzellen hintereinander geschaltet - sie erreichen damit 18 bis an die 80 Volt.
Übliche Module für netzgekoppelte Aufdach-PV-Anlagen liefern am Modulausgang Spannungen von 60 bis 80 V.
Inselanlagen liefern häufig 12 V / 24 V, gelegentlich auch 48 V für ihre Batteriesysteme.

Auch die Spannung hintereinander geschalteter Module im PV-Generator auf dem Dach summiert sich. Werden - wie oft empfohlen - Reihen von 8 Modulen miteinander verschaltet, summieren sich die Spannungen auf bis zu 640 V auf. So können Spannungen von einigen hundert Volt aufgebaut werden.

Es muss jeweils genau errechnet werden, wie hoch sich die Ausgangsspannungen unter verschiedenen Temperaturbedingungen (Minima und Maxima bei -10° C und +70° C) aufsummieren können, um dies mit dem passenden Wechselrichter zu kombinieren (Ihr Solarteur bewerkstelligt dies i.d.R. mit der passenden Planungssoftware).

Volt in Bezug zu anderen Stromeinheiten

Maßgeblich für den Output einer Photovoltaikanlage sind die Maßzahlen von

  • Volt (elektrische Spannung),
  • Ampere (Stromstärke),
  • und Watt (Leistung).

Sie lassen sich folgendermaßen umrechnen:

  • Ampere x Volt = Watt
  • Watt / Volt = Ampere
  • Watt / Ampere = Volt
Solarzellen im Zusammenspiel

Zur individuellen Berechnung