Verfügbarkeit: Elektrisches und mechanisches Design von Solarmodulen mit geschindelten Solarzellen

Elektrisches und mechanisches Design von Solarmodulen mit geschindelten Solarzellen:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Klasen, Nils 1989- (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Stuttgart Fraunhofer Verlag 2023
Schriftenreihe:	Solare Energie- und Systemforschung / Solar Energy and Systems Research
Schlagworte:	Solarzelle Siliziumsolarzelle Fotovoltaikanlage Überlappung Kante Fotovoltaik Design Forschende, Industrie Photovoltaik Technologie Umwelt Wissenschaft Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	xvi, 255 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm
ISBN:	3839619440 9783839619445

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 PHOTOVOLTAISCHE GENERATOREN 5 2.1 DIE SOLARZELLE ........................................................................................................ 5 2.2 DAS SOLARMODUL .................................................................................................... 9 2.3 AUFBAU UND HERSTELLUNG ...................................................................................... 11 2.4 SCHINDELVERSCHALTUNG VON SOLARZELLEN ............................................................ 12 2.5 CHARAKTERISIERUNG VON SOLARMODULEN ................................................................ 17 2.6 THERMISCHE WECHSELLASTTESTS ............................................................................ 23 3 VERSCHATTUNGSRESILIENZ VON SCHINDELSOLARMODULEN 25 3.1 NUMERISCHE BERECHNUNG VON VERSCHATTUNGSVERLUSTEN ................................. 27 3.2 EINSTRAHLUNGSAEQUIVALENZ ................................................................................. 28 3.3 ELEKTRISCHES MODELL FUER SOLARGENERATOREN .................................................... 31 3.3.1 ERWEITERTES ZWEI-DIODEN-MODELL ...................................................... 31 3.3.2 BESTIMMUNG DER MODELLPARAMETER ...................................................... 33 3.3.3 SUPERPOSITION VON KENNLINIEN ............................................................ 36 3.3.4 MODULLAYOUTS ......................................................................................... 39 3.3.5 LATERALER WIDERSTAND ............................................................................ 43 3.4 MODELL VALIDIERUNG ............................................................................................. 44 3.4.1 QUANTITATIVE VALIDIERUNG UEBER I-V-KENNLINIENMESSUNGEN BEI VERSCHATTUNG ....................................................................................... 45 3.4.2 QUALITATIVE VALIDIERUNG MODULINTERNER STROMFLUESSE MITTELS MAGNETIC FIELD IMAGING .................................................................... 49 3.5 THEORETISCHER VERGLEICH DER SCHINDEL-LAYOUTS .............................................. 55 3.5.1 STROMAUSBEUTE .................................................................................... 56 3.5.2 FUELLFAKTOREFFEKT ...................................................................................... 59 3.6 KOMBINATORISCHER ANSATZ ZUR MODELLIERUNG VON VERSCHATTUNGEN .... 64 3.6.1 ZIARS GLEICHUNG ...................................................................................... 64 3.6.2 CHARAKTERISTISCHE VERTEILUNG DER MITTLEREN EINSTRAHLUNG .............. 67 3.6.3 REKURSIVE BESTIMMUNG DER KAV ......................................................... 71 3.6.4 CHARAKTERISTISCHE VERTEILUNG DER LEISTUNG .........................................74 3.7 MONTE CARLO SIMULATIONEN ZUR BESTIMMUNG DES GLOBALEN LEISTUNGS MITTELWERTS PAY ................................................................................................. 77 3.7.1 PRUEFUNG DER CHARAKTERISTISCHEN VERTEILUNGEN ...................................... 78 3.7.2 KONVERGENZ ............................................................................................ 80 3.7.3 BERECHNUNG REALER MODULLAYOUTS ......................................................... 83 3.7.4 EINFLUSS VON BYPASSDIODEN ................................................................... 84 3.8 REALITAETSNAHE SCHATTENFORMEN ....................................................................... 89 3.8.1 PARAMETRISIERUNG ................................................................................... 91 3.8.2 BEWERTUNG DER VERSCHATTUNGSRESILIENZ ................................................ 95 3.8.3 EINFLUSS DES LATERALEN WIDERSTANDS ...................................................... 98 3.8.4 VERSCHATTUNGSRESILIENZ FUER ZUFAELLIGE SCHATTENCLUSTER ........................ 100 3.8.5 VERSCHATTUNGSRESILIENZ FUER RECHTECKIGE VERSCHATTUNGEN .............. 104 3.9 FREIFELD ERTRAGSEXPERIMENT ............................................................................. 108 3.10 KAPITELZUSAMMENFASSUNG ........................................................................... 111 4 THERMOMECHANISCHE SCHAEDIGUNG DER SCHINDELFUEGESTELLE 115 4.1 METHODIK .......................................................................................................... 115 4.2 BERECHNUNG THERMOMECHANISCHER SPANNUNGEN ............................................. 118 4.2.1 MECHANISCHE SPANNUNGEN UND DEHNUNGEN ..................................... 118 4.2.2 FORMULIERUNG VON RANDWERTPROBLEMEN ........................................... 121 4.2.3 FINITE ELEMENTE METHODE .................................................................... 123 4.2.4 KONSTITUTIVE GESETZE ........................................................................... 125 4.3 VERSAGENSHYPOTHESEN FUER SILICIUM UND LEITFAEHIGE KLEBSTOFFE ......................... 136 4.3.1 WEIBULLANALYSE FUER KERAMISCHE WERKSTOFFE ........................................ 136 4.3.2 VERSAGENSHYPOTHESEN FUER KLEBUNGEN ................................................. 141 4.4 FINITE ELEMENTE MODELLE ................................................................................. 145 4.4.1 MODELLGEOMETRIEN .............................................................................. 145 4.4.2 VERNETZUNG UND NETZUNABHAENGIGKEIT ................................................. 149 4.5 SCHAEDIGUNG DER FUEGESTELLE IM EXPERIMENT ................................................... 151 4.5.1 DEHNUNGSZUSTAND DER FUEGESTELLE ........................................................ 153 4.5.2 BESCHLEUNIGTE ALTERUNGSEXPERIMENTE .............................................. 154 4.5.3 ANALYSE DER FUEGESTELLENMIKROSTRUKTUR .............................................. 159 4.5.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE ZUR DEGRADATION DER SCHINDELFUEGESTELLE ............................................................................. 167 4.6 SCHAEDIGUNG DER SOLARZELLEN IM EXPERIMENT ................................................ 168 4.6.1 DEFEKTBESCHREIBUNG UND HYPOTHESE .................................................. 168 4.6.2 FINITE ELEMENTE SIMULATIONEN ........................................................... 174 4.6.3 ANISOTROPE THERMISCHE DEHNUNG ..................................................... 179 4.6.4 REDUKTION DES VERSAGENSMECHANISMEN ........................................... 184 4.6.5 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE ZUR RISSBILDUNG IN DEN SO LARZELLEN ............................................................................................... 190 4.7 KAPITELZUSAMMENFASSUNG ................................................................................ 191 5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 193 5.1 VERSCHATTUNGSRESILIENZ ................................................................................... 193 5.2 FUEGESTELLENZUVERLAESSIGKEIT ............................................................................. 196 LITERATURVERZEICHNIS 199 AKRONYM UND SYMBOLVERZEICHNIS 215 A APPENDIX 225 A.1 THERMOMECHANISCHE SCHAEDIGUNG DER SCHINDELFUEGESTELLE ........................... 225 A.1.1 LINEARE VISKOELASTIZITAET ....................................................................... 225 A.1.2 DYNAMISCH MECHANISCHE ANALYSE .................................................... 228 A.1.3 GUELTIGKEIT DER ZEIT-TEMPERATUR-SUPERPOSITION ................................. 241 A.1.4 AUFTRAGSMENGEN SCHABLONENDRUCKVERFAHREN ....................................242 A.1.5 ROENTGENTRANSMISSIONSMIKROSKOPIE ....................................................244 A.1.6 ZELLDEGRADATION DES REFERENZSYSTEMS IN ALTERUNGSEXPERIMENTEN 246 A.1.7 KONVERSIONSTABELLE ELASTISCHER KONSTANTEN ....................................... 248 A.2 VERSCHATTUNGSVERLUSTE VON SCHINDELSOLARMODULEN ........................................ 249 A.2.1 WIDERSTAND METALLISIERUNG ................................................................249 A.2.2 VERTEILUNG EINSTRAHLUNGSWERTE IJ ....................................................... 250 A.2.3 FEHLER ZWISCHEN ANALYTISCHER UND KONVERGIERTER ST ....................... 250 A.2.4 CODEBEISPIELE ....................................................................................... 251 B PUBLIKATIONSLISTE 253 C CURRICULUM VITAE 255
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 PHOTOVOLTAISCHE GENERATOREN 5 2.1 DIE SOLARZELLE . 5 2.2 DAS SOLARMODUL . 9 2.3 AUFBAU UND HERSTELLUNG . 11 2.4 SCHINDELVERSCHALTUNG VON SOLARZELLEN . 12 2.5 CHARAKTERISIERUNG VON SOLARMODULEN . 17 2.6 THERMISCHE WECHSELLASTTESTS . 23 3 VERSCHATTUNGSRESILIENZ VON SCHINDELSOLARMODULEN 25 3.1 NUMERISCHE BERECHNUNG VON VERSCHATTUNGSVERLUSTEN . 27 3.2 EINSTRAHLUNGSAEQUIVALENZ . 28 3.3 ELEKTRISCHES MODELL FUER SOLARGENERATOREN . 31 3.3.1 ERWEITERTES ZWEI-DIODEN-MODELL . 31 3.3.2 BESTIMMUNG DER MODELLPARAMETER . 33 3.3.3 SUPERPOSITION VON KENNLINIEN . 36 3.3.4 MODULLAYOUTS . 39 3.3.5 LATERALER WIDERSTAND . 43 3.4 MODELL VALIDIERUNG . 44 3.4.1 QUANTITATIVE VALIDIERUNG UEBER I-V-KENNLINIENMESSUNGEN BEI VERSCHATTUNG . 45 3.4.2 QUALITATIVE VALIDIERUNG MODULINTERNER STROMFLUESSE MITTELS MAGNETIC FIELD IMAGING . 49 3.5 THEORETISCHER VERGLEICH DER SCHINDEL-LAYOUTS . 55 3.5.1 STROMAUSBEUTE . 56 3.5.2 FUELLFAKTOREFFEKT . 59 3.6 KOMBINATORISCHER ANSATZ ZUR MODELLIERUNG VON VERSCHATTUNGEN . 64 3.6.1 ZIARS GLEICHUNG . 64 3.6.2 CHARAKTERISTISCHE VERTEILUNG DER MITTLEREN EINSTRAHLUNG . 67 3.6.3 REKURSIVE BESTIMMUNG DER KAV . 71 3.6.4 CHARAKTERISTISCHE VERTEILUNG DER LEISTUNG .74 3.7 MONTE CARLO SIMULATIONEN ZUR BESTIMMUNG DES GLOBALEN LEISTUNGS MITTELWERTS PAY . 77 3.7.1 PRUEFUNG DER CHARAKTERISTISCHEN VERTEILUNGEN . 78 3.7.2 KONVERGENZ . 80 3.7.3 BERECHNUNG REALER MODULLAYOUTS . 83 3.7.4 EINFLUSS VON BYPASSDIODEN . 84 3.8 REALITAETSNAHE SCHATTENFORMEN . 89 3.8.1 PARAMETRISIERUNG . 91 3.8.2 BEWERTUNG DER VERSCHATTUNGSRESILIENZ . 95 3.8.3 EINFLUSS DES LATERALEN WIDERSTANDS . 98 3.8.4 VERSCHATTUNGSRESILIENZ FUER ZUFAELLIGE SCHATTENCLUSTER . 100 3.8.5 VERSCHATTUNGSRESILIENZ FUER RECHTECKIGE VERSCHATTUNGEN . 104 3.9 FREIFELD ERTRAGSEXPERIMENT . 108 3.10 KAPITELZUSAMMENFASSUNG . 111 4 THERMOMECHANISCHE SCHAEDIGUNG DER SCHINDELFUEGESTELLE 115 4.1 METHODIK . 115 4.2 BERECHNUNG THERMOMECHANISCHER SPANNUNGEN . 118 4.2.1 MECHANISCHE SPANNUNGEN UND DEHNUNGEN . 118 4.2.2 FORMULIERUNG VON RANDWERTPROBLEMEN . 121 4.2.3 FINITE ELEMENTE METHODE . 123 4.2.4 KONSTITUTIVE GESETZE . 125 4.3 VERSAGENSHYPOTHESEN FUER SILICIUM UND LEITFAEHIGE KLEBSTOFFE . 136 4.3.1 WEIBULLANALYSE FUER KERAMISCHE WERKSTOFFE . 136 4.3.2 VERSAGENSHYPOTHESEN FUER KLEBUNGEN . 141 4.4 FINITE ELEMENTE MODELLE . 145 4.4.1 MODELLGEOMETRIEN . 145 4.4.2 VERNETZUNG UND NETZUNABHAENGIGKEIT . 149 4.5 SCHAEDIGUNG DER FUEGESTELLE IM EXPERIMENT . 151 4.5.1 DEHNUNGSZUSTAND DER FUEGESTELLE . 153 4.5.2 BESCHLEUNIGTE ALTERUNGSEXPERIMENTE . 154 4.5.3 ANALYSE DER FUEGESTELLENMIKROSTRUKTUR . 159 4.5.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE ZUR DEGRADATION DER SCHINDELFUEGESTELLE . 167 4.6 SCHAEDIGUNG DER SOLARZELLEN IM EXPERIMENT . 168 4.6.1 DEFEKTBESCHREIBUNG UND HYPOTHESE . 168 4.6.2 FINITE ELEMENTE SIMULATIONEN . 174 4.6.3 ANISOTROPE THERMISCHE DEHNUNG . 179 4.6.4 REDUKTION DES VERSAGENSMECHANISMEN . 184 4.6.5 ZUSAMMENFASSUNG DER ERKENNTNISSE ZUR RISSBILDUNG IN DEN SO LARZELLEN . 190 4.7 KAPITELZUSAMMENFASSUNG . 191 5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 193 5.1 VERSCHATTUNGSRESILIENZ . 193 5.2 FUEGESTELLENZUVERLAESSIGKEIT . 196 LITERATURVERZEICHNIS 199 AKRONYM UND SYMBOLVERZEICHNIS 215 A APPENDIX 225 A.1 THERMOMECHANISCHE SCHAEDIGUNG DER SCHINDELFUEGESTELLE . 225 A.1.1 LINEARE VISKOELASTIZITAET . 225 A.1.2 DYNAMISCH MECHANISCHE ANALYSE . 228 A.1.3 GUELTIGKEIT DER ZEIT-TEMPERATUR-SUPERPOSITION . 241 A.1.4 AUFTRAGSMENGEN SCHABLONENDRUCKVERFAHREN .242 A.1.5 ROENTGENTRANSMISSIONSMIKROSKOPIE .244 A.1.6 ZELLDEGRADATION DES REFERENZSYSTEMS IN ALTERUNGSEXPERIMENTEN 246 A.1.7 KONVERSIONSTABELLE ELASTISCHER KONSTANTEN . 248 A.2 VERSCHATTUNGSVERLUSTE VON SCHINDELSOLARMODULEN . 249 A.2.1 WIDERSTAND METALLISIERUNG .249 A.2.2 VERTEILUNG EINSTRAHLUNGSWERTE IJ . 250 A.2.3 FEHLER ZWISCHEN ANALYTISCHER UND KONVERGIERTER ST . 250 A.2.4 CODEBEISPIELE . 251 B PUBLIKATIONSLISTE 253 C CURRICULUM VITAE 255
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