Solarenergie - Deutschland
Solarenergie - Deutschland
Solarenergie - Deutschland
Einleitung
Die Sonnenenergie ist die Energie, die uns als Licht und Wärmestrahlung von der Sonne erreicht. In Deutschland wird sie technisch vor allem auf zwei Arten genutzt: Mit Photovoltaik wird Licht direkt in elektrische Energie umgewandelt, mit Solarthermie wird Sonnenstrahlung zur Wärmegewinnung genutzt. Auch Gebäude können Sonnenenergie passiv nutzen, zum Beispiel durch große Fensterflächen, gute Wärmespeicherung und eine geeignete Ausrichtung.
Dieser aiMOOC führt Dich von leicht verständlichen Grundlagen bis zu physikalischen Vertiefungen für die Sekundarstufe II und die Ausbildung. Du lernst, wie eine Solarzelle funktioniert, wie aus vielen Solarzellen eine netzgekoppelte Anlage wird, welche Rolle Solarenergie in Deutschland spielt und warum Stromnetze, Speicher und ein flexibler Verbrauch für ein Energiesystem mit viel Photovoltaik wichtig sind.
Grundidee: Energie von der Sonne
Die Sonne sendet elektromagnetische Strahlung aus. Ein Teil davon erreicht die Erdoberfläche. Die Leistung der eintreffenden Strahlung pro Fläche nennt man Bestrahlungsstärke. Sie wird in Watt pro Quadratmeter angegeben. Wie viel Sonnenenergie an einem Ort im Laufe eines Tages oder Jahres ankommt, hängt unter anderem vom Sonnenstand, von Wolken, der Jahreszeit und der geografischen Lage ab.
Deutschland ist kein Wüstenland, trotzdem ist die Sonneneinstrahlung groß genug, um Photovoltaik und Solarthermie sinnvoll zu nutzen. Im Süden ist die jährliche Globalstrahlung im Mittel häufig etwas höher als im Norden. Solaranlagen funktionieren aber in allen Bundesländern. Entscheidend ist nicht nur die direkte Sonne: Auch diffuse Strahlung aus dem bewölkten Himmel kann von Solarzellen genutzt werden.
Merke: Solarenergie ist eine erneuerbare Energiequelle. Die Sonne muss für die Nutzung nicht verbrannt werden. Photovoltaikanlagen verursachen im Betrieb daher keine direkten Abgase aus einer Verbrennung.
Photovoltaik: Von Licht zu elektrischem Strom
Eine Solarzelle ist ein Halbleiterbauelement. Besonders häufig wird Silizium verwendet. In einer Silizium-Solarzelle treffen zwei unterschiedlich dotierte Halbleiterschichten aufeinander. Dadurch entsteht im Bereich des p-n-Übergangs ein inneres elektrisches Feld.
Trifft Licht auf die Solarzelle, können Photonen genügend Energie übertragen, um bewegliche Ladungsträger zu erzeugen. Das elektrische Feld trennt Elektronen und Löcher räumlich. Werden die Kontakte der Solarzelle über einen äußeren Stromkreis verbunden, kann elektrischer Strom fließen. Dieser Vorgang wird photovoltaischer Effekt genannt.
Für jüngere Lernende reicht zunächst diese Vorstellung: Licht setzt in der Solarzelle elektrische Ladungen in Bewegung. Für höhere Klassen ist wichtig, dass dabei die Bandstruktur eines Halbleiters, die Dotierung und der p-n-Übergang eine Rolle spielen.
Vom Solarmodul zur Photovoltaikanlage
Eine einzelne Solarzelle liefert nur eine begrenzte Spannung und Leistung. Deshalb werden viele Zellen zu einem Solarmodul zusammengeschaltet. Mehrere Module bilden einen Generator beziehungsweise ein Modulfeld. Die Module erzeugen Gleichstrom. Für das öffentliche Stromnetz und viele Haushaltsgeräte wird jedoch Wechselstrom benötigt. Diese Umwandlung übernimmt der Wechselrichter.
Zu einer typischen netzgekoppelten Photovoltaikanlage gehören Solarmodule, Unterkonstruktion, elektrische Leitungen, Wechselrichter, Schutztechnik und ein Stromzähler. Optional kann ein Batteriespeicher hinzukommen. Ein Speicher kann Solarstrom vom Mittag in die Abendstunden verschieben und den Eigenverbrauch erhöhen.
Wichtige physikalische Größen
Für Photovoltaik brauchst Du einige Größen aus der Elektrizitätslehre und Energielehre. Die elektrische Leistung ergibt sich aus
P = U · I
mit der Leistung P in Watt, der Spannung U in Volt und der Stromstärke I in Ampere.
Die elektrische Energie ergibt sich aus Leistung und Zeit:
E = P · t
Im Alltag wird elektrische Energie häufig in Kilowattstunden angegeben. Eine Anlage mit einer Leistung von 1 Kilowatt, die eine Stunde lang mit dieser Leistung arbeitet, erzeugt 1 Kilowattstunde Energie.
Der Wirkungsgrad beschreibt, welcher Anteil der eingestrahlten Leistung als elektrische Leistung nutzbar wird:
η = Pel / PStrahlung
Bei Solarmodulen wird die Nennleistung oft in Kilowatt-peak oder kWp angegeben. Das ist die elektrische Spitzenleistung unter festgelegten Prüfbedingungen. Die tatsächliche Leistung im Freien hängt von Einstrahlung, Zelltemperatur, Ausrichtung, Verschattung, Verschmutzung und weiteren Verlusten ab.
Beispielrechnung
Ein Modul erhält auf seiner Fläche eine Strahlungsleistung von 1.000 Watt. Sein Wirkungsgrad sei 22 Prozent.
Dann gilt:
Pel = 0,22 · 1.000 W = 220 W
Unter diesen vereinfachten Bedingungen liefert das Modul also 220 Watt elektrische Leistung. Wenn diese Leistung eine Stunde lang konstant wäre, entspräche das 220 Wattstunden oder 0,22 Kilowattstunden elektrischer Energie.
In der Realität ändert sich die Leistung ständig. Wolken, Sonnenstand und Temperatur verändern die Einstrahlung und damit die Stromproduktion. Deshalb ist der Jahresertrag einer Anlage aussagekräftiger als ein einzelner Momentanwert.
Einfluss von Ausrichtung, Neigung, Schatten und Temperatur
Eine nach Süden ausgerichtete und geeignet geneigte Fläche kann in Deutschland einen hohen Jahresertrag erreichen. Ost-West-Anlagen verteilen ihre Erzeugung stärker auf den Vormittag und den Nachmittag. Das kann für den Eigenverbrauch günstig sein, auch wenn der maximale Mittagsertrag geringer sein kann.
Verschattung durch Bäume, Gebäude, Schornsteine oder andere Module kann den Ertrag reduzieren. Moderne Anlagen versuchen solche Verluste durch geeignete Verschaltung und Leistungselektronik zu begrenzen.
Solarzellen mögen Licht, aber sehr hohe Zelltemperaturen erhöhen die Leistung nicht automatisch. Bei kristallinen Siliziumzellen sinkt die elektrische Spannung mit steigender Temperatur, sodass der Wirkungsgrad bei großer Hitze meist etwas abnimmt. Ein kalter, sonniger Tag kann deshalb eine hohe Momentanleistung ermöglichen.
Photovoltaik in Deutschland
Photovoltaik ist inzwischen eine wichtige Stromquelle in Deutschland. Ende 2025 waren nach unterschiedlichen Datensätzen und Abgrenzungen ungefähr 117 bis 118 Gigawatt Photovoltaikleistung installiert. Der Ausbau lag 2025 bei rund 16 bis 17 Gigawatt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beziffert die PV-Stromerzeugung für 2025 nach aktualisiertem Datenstand auf rund 92 Terawattstunden. Das entsprach ungefähr 17 Prozent des deutschen Bruttostromverbrauchs.
Warum können verschiedene seriöse Quellen leicht unterschiedliche Zahlen nennen? Manche Statistiken zählen Gleichstrom-Nennleistung der Module, andere Wechselstromleistung am Netzanschluss. Manche betrachten öffentliche Nettostromerzeugung, andere die gesamte Erzeugung einschließlich Eigenverbrauch. Auch Meldezeitpunkte und spätere Datenkorrekturen spielen eine Rolle. Für naturwissenschaftliches Arbeiten ist es deshalb wichtig, immer Bezugsgröße, Einheit und Datenstand zu prüfen.
Das Erneuerbare-Energien-Gesetz sieht für Deutschland einen weiteren starken Ausbau der Photovoltaik vor. Für 2030 ist eine installierte PV-Leistung von rund 215 Gigawatt vorgesehen.
Dachanlage, Solarpark und Balkonkraftwerk
Photovoltaikanlagen gibt es in sehr unterschiedlichen Größen. Auf Einfamilienhäusern und Mehrfamilienhäusern werden Dachflächen genutzt. Gewerbe- und Industriehallen bieten große Dachflächen. Freiflächenanlagen bilden Solarparks. Kleine steckerfertige Anlagen werden häufig als Balkonkraftwerke bezeichnet.
Die Bundesnetzagentur registrierte allein für 2025 rund 430.000 neu hinzugekommene steckerfertige Solaranlagen. Diese kleinen Anlagen zeigen, dass Solarstrom nicht nur in großen Kraftwerken erzeugt werden kann, sondern auch direkt am Ort des Verbrauchs.
Agri-Photovoltaik und Mehrfachnutzung von Flächen
Bei der Agri-Photovoltaik wird eine Fläche gleichzeitig landwirtschaftlich und zur Stromerzeugung genutzt. Module können erhöht über Kulturen angebracht oder mit größeren Abständen aufgestellt werden. Je nach Anlage können sie Pflanzen auch teilweise vor Hagel, starker Sonneneinstrahlung oder Austrocknung schützen. Gleichzeitig verändert die Verschattung die Wachstumsbedingungen. Deshalb muss für jede Kultur und jeden Standort geprüft werden, welche Bauweise sinnvoll ist.
Solarthermie: Sonnenenergie als Wärme
Solarthermie darf nicht mit Photovoltaik verwechselt werden. Ein Sonnenkollektor erzeugt nicht primär Strom, sondern erwärmt eine Flüssigkeit. Diese Wärme kann über einen Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung genutzt werden.
Im Jahr 2025 stellte Solarthermie in Deutschland nach Angaben des Umweltbundesamtes rund 9,2 Terawattstunden erneuerbare Wärme bereit. Die gesamte installierte Kollektorfläche lag bei rund 21,8 Millionen Quadratmetern. Damit ist Solarthermie kleiner als die Photovoltaik im Strombereich, bleibt aber eine direkte Möglichkeit, Sonnenenergie für Wärme zu nutzen.
Photovoltaik und Solarthermie im Vergleich
Photovoltaik wandelt Licht direkt in elektrische Energie um. Solarthermie wandelt Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme um. Strom ist vielseitig: Er kann Geräte betreiben, ein Elektroauto laden oder mit einer Wärmepumpe Wärme bereitstellen. Solarthermie arbeitet dagegen besonders direkt, wenn Wärme benötigt wird.
Welche Technik für ein Gebäude sinnvoll ist, hängt vom Ziel ab. Eine große Dachfläche kann teilweise auch beide Systeme tragen. Bei der Planung spielen Stromverbrauch, Warmwasserbedarf, Heizsystem, Dachausrichtung, Verschattung, Kosten und Speicher eine Rolle.
Warum Speicher und Stromnetze wichtig sind
Photovoltaik liefert nachts keinen Strom und im Winter deutlich weniger als im Sommer. Gleichzeitig kann an sonnigen Mittagen sehr viel Leistung gleichzeitig ins Netz fließen. Ein Energiesystem mit viel Photovoltaik braucht deshalb mehrere Formen von Flexibilität.
Batterien können Strom für einige Stunden verschieben. Pumpspeicher können ebenfalls elektrische Energie zeitlich verlagern. Wärmespeicher können überschüssigen Strom indirekt nutzbar machen, wenn Wärmepumpen oder Heizstäbe flexibel betrieben werden. Elektrofahrzeuge können bevorzugt dann laden, wenn viel erneuerbarer Strom verfügbar ist. Außerdem müssen Stromnetze regional verstärkt und Erzeugung sowie Verbrauch besser aufeinander abgestimmt werden.
Windenergie und Photovoltaik ergänzen sich in Deutschland teilweise: Sonnige Hochdrucklagen und windreiche Wetterlagen treten nicht immer gleichzeitig auf. Ein vielfältiger Erzeugungsmix kann Schwankungen deshalb besser ausgleichen als eine einzige Energiequelle.
Eigenverbrauch und Sektorkopplung
Eigenverbrauch bedeutet, dass Solarstrom direkt dort genutzt wird, wo er erzeugt wird. Ein Haushalt kann zum Beispiel tagsüber Waschmaschine, Wärmepumpe oder Elektroauto mit eigenem Solarstrom betreiben. Dadurch muss weniger Strom aus dem Netz bezogen und weniger Solarstrom gleichzeitig eingespeist werden.
Unter Sektorkopplung versteht man die Verbindung bisher getrennter Bereiche wie Strom, Wärme und Verkehr. Photovoltaik kann dabei eine wichtige Rolle spielen: Solarstrom kann eine Wärmepumpe antreiben, ein Elektrofahrzeug laden oder in Zukunft über Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff beitragen.
Umweltwirkung und Lebenszyklus
Photovoltaik ist im Betrieb emissionsarm, doch Herstellung, Transport, Montage und Entsorgung benötigen Material und Energie. Eine faire Umweltbewertung betrachtet deshalb den gesamten Lebenszyklus.
Das Umweltbundesamt gibt für monokristalline Photovoltaikanlagen bei einer angenommenen Nutzungsdauer von 30 Jahren Lebenszyklus-Emissionen in der Größenordnung von 43 bis 63 Gramm CO₂-Äquivalent pro Kilowattstunde an. Die energetische Amortisationszeit liegt für Anlagen ohne Batteriespeicher in Deutschland im Mittel etwa bei ein bis zwei Jahren. Danach hat die Anlage rechnerisch mehr Energie erzeugt, als für Herstellung, Transport, Installation, Betrieb und Entsorgung aufgewendet wurde.
Auch Rohstoffe, Flächenbedarf und Recycling müssen berücksichtigt werden. Glas und Aluminium machen einen großen Teil der Masse vieler Module aus und können recycelt werden. Für eine nachhaltige Solarwirtschaft sind langlebige Produkte, reparierbare Komponenten, geeignete Rücknahmesysteme und hochwertige Recyclingverfahren wichtig.
Chancen und Grenzen der Solarenergie
Solarenergie hat große Vorteile: Sie ist erneuerbar, im Betrieb leise und kann dezentral genutzt werden. Dächer und Fassaden bieten Flächen, ohne zusätzlich Boden zu versiegeln. Große Solarparks können Strom kostengünstig erzeugen, benötigen aber geeignete Flächen und müssen mit Natur-, Landschafts- und Landwirtschaftsinteressen abgestimmt werden.
Eine Grenze liegt in der zeitlichen Schwankung. Photovoltaik allein kann die Stromversorgung nicht zu jeder Stunde sichern. Ein zuverlässiges Energiesystem kombiniert daher Solarenergie mit anderen erneuerbaren Quellen, Speichern, flexiblen Verbrauchern, Netzen und steuerbaren Erzeugern beziehungsweise anderen gesicherten Flexibilitätsoptionen.
Datenstand und Quellen
Die aktuellen Deutschland-Zahlen in diesem aiMOOC wurden mit Datenständen aus 2025 und 2026 abgeglichen. Weil energiewirtschaftliche Statistiken nachträglich korrigiert werden können, solltest Du bei eigenen Arbeiten immer das Veröffentlichungsdatum nennen.
- Fraunhofer ISE: Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland
- Bundesnetzagentur: Ausbau Erneuerbarer Energien 2025
- Umweltbundesamt: Erneuerbare Energien in Deutschland 2025
- Umweltbundesamt: Photovoltaik und Umweltwirkung
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was wandelt eine Solarzelle direkt in elektrische Energie um? (Lichtenergie) (!Lageenergie) (!Schallenergie) (!Kernenergie)
Welche Stromart erzeugen Solarmodule zunächst? (Gleichstrom) (!Wechselstrom) (!Drehstrom) (!Induktionsstrom)
Welches Bauteil wandelt bei einer typischen PV-Anlage Gleichstrom in Wechselstrom um? (Wechselrichter) (!Transformator) (!Sonnenkollektor) (!Wärmetauscher)
Welche Formel beschreibt die elektrische Leistung? (P gleich U mal I) (!P gleich U plus I) (!P gleich U geteilt durch t) (!P gleich I mal t)
Was beschreibt der Wirkungsgrad einer Solarzelle? (Den Anteil der eingestrahlten Leistung der elektrisch nutzbar wird) (!Die Anzahl der Module auf einem Dach) (!Die Dauer eines Sonnentages) (!Die Netzfrequenz im Wechselstromnetz)
Was erzeugt eine Solarthermieanlage hauptsächlich? (Wärme) (!Gleichstrom) (!Windenergie) (!Biogas)
Warum kann ein Batteriespeicher bei einer PV-Anlage hilfreich sein? (Er kann Solarstrom zeitlich verschieben) (!Er erzeugt nachts Sonnenlicht) (!Er erhöht die Sonneneinstrahlung) (!Er ersetzt den Wechselrichter vollständig)
Welche Aussage zu Photovoltaik in Deutschland ist richtig? (Sie funktioniert auch bei diffuser Himmelsstrahlung) (!Sie funktioniert nur in Süddeutschland) (!Sie liefert nachts ihre höchste Leistung) (!Sie benötigt immer direkte Wüstensonne)
Was ist Agri-Photovoltaik? (Die gemeinsame Nutzung einer Fläche für Landwirtschaft und Photovoltaik) (!Die Stromerzeugung aus Pflanzenöl) (!Die Verbrennung von Biomasse auf Solarfeldern) (!Die Nutzung von Windkraft auf Ackerflächen ohne Solarmodule)
Warum reicht Photovoltaik allein nicht zu jeder Stunde für eine sichere Stromversorgung? (Weil ihre Erzeugung von Tageszeit Wetter und Jahreszeit abhängt) (!Weil Solarzellen nur Wechselstrom erzeugen) (!Weil Solarmodule keine elektrische Energie erzeugen) (!Weil Photovoltaik nur im Winter funktioniert)
Memory
| Photovoltaik | Strom aus Licht |
| Solarthermie | Wärme aus Sonnenstrahlung |
| Solarzelle | Halbleiterbauelement |
| Wechselrichter | Gleichstrom zu Wechselstrom |
| Wirkungsgrad | Verhältnis von Nutzleistung zu zugeführter Leistung |
| Kilowattpeak | Nennleistung eines PV-Generators |
| Eigenverbrauch | Nutzung des Solarstroms vor Ort |
| Agri-PV | Landwirtschaft und Solarmodule auf derselben Fläche |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Solarzelle | Licht wird direkt in elektrische Energie umgewandelt |
| Sonnenkollektor | Sonnenstrahlung wird zur Wärmeerzeugung genutzt |
| Wechselrichter | Gleichstrom wird in netzgeeigneten Wechselstrom umgewandelt |
| Batteriespeicher | Elektrische Energie wird zeitlich verschoben |
| Balkonkraftwerk | Kleine steckerfertige Photovoltaikanlage |
| Solarpark | Große Photovoltaikanlage auf einer Freifläche |
...
Kreuzworträtsel
| Solarzelle | Welches Bauteil wandelt Licht direkt in elektrische Energie um? |
| Halbleiter | Zu welcher Stoffklasse gehört Silizium in einer Solarzelle? |
| Wechselrichter | Welches Bauteil erzeugt aus Gleichstrom netzgeeigneten Wechselstrom? |
| Solarthermie | Wie heißt die Nutzung von Sonnenstrahlung zur Wärmeerzeugung? |
| Einstrahlung | Welche Größe beschreibt die ankommende Sonnenenergie auf einer Fläche? |
| Photovoltaik | Wie heißt die direkte Umwandlung von Licht in elektrische Energie? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Sonnenstand: Beobachte an einem sonnigen Tag zu drei verschiedenen Uhrzeiten den Schatten eines festen Gegenstands. Dokumentiere Länge und Richtung und erkläre den Zusammenhang mit dem Sonnenstand.
- Photovoltaik: Fotografiere oder skizziere drei unterschiedliche Photovoltaikanlagen in Deiner Umgebung und beschreibe, ob es sich um Dachanlage, Balkonkraftwerk oder Freiflächenanlage handelt.
- Energieumwandlung: Erstelle ein Schaubild vom Sonnenlicht bis zum Betrieb einer Lampe mit Solarstrom. Nutze mindestens fünf Stationen.
- Solarthermie: Zeichne ein einfaches Schema einer Solarthermieanlage mit Kollektor, Wärmeträger, Wärmetauscher und Warmwasserspeicher.
Standard
- Wirkungsgrad: Plane einen Versuch mit einer kleinen Solarzelle und einer Lampe. Beschreibe, wie Du den Einfluss des Abstands oder des Einstrahlungswinkels auf die elektrische Leistung untersuchen würdest.
- Energieertrag: Recherchiere die Nennleistung einer realen PV-Anlage an Deiner Schule, in Deinem Betrieb oder in Deiner Gemeinde und schätze einen möglichen Jahresertrag. Nenne alle Annahmen.
- Eigenverbrauch: Erstelle für einen Beispielhaushalt einen Tagesplan, bei dem Waschmaschine, Geschirrspüler, Wärmepumpe oder E-Auto möglichst dann Strom nutzen, wenn viel Solarstrom verfügbar ist.
- Medienkompetenz: Vergleiche zwei Medienbeiträge zur Solarenergie aus unterschiedlichen Jahren. Prüfe, welche Zahlen veraltet sind und ob Begriffe wie Leistung, Energie und Stromverbrauch korrekt verwendet werden.
Schwer
- Kennlinie: Untersuche die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Solarzelle und bestimme den Punkt maximaler Leistung. Erkläre, warum der Wechselrichter nach diesem Punkt sucht.
- Stromnetz: Entwickle ein vereinfachtes Energiesystem für einen Sommertag mit Photovoltaik, Windenergie, Batteriespeicher und flexiblem Verbrauch. Zeige, wie Erzeugungsüberschüsse und Engpässe ausgeglichen werden.
- Ökobilanz: Erstelle eine Lebenszyklusbetrachtung für ein PV-Modul von der Rohstoffgewinnung bis zum Recycling. Trenne direkte Betriebswirkungen von Vorketten und Entsorgung.
- Agri-Photovoltaik: Entwirf ein Agri-PV-Konzept für eine landwirtschaftliche Fläche. Begründe Modulhöhe, Abstand, Ausrichtung und mögliche Auswirkungen auf Pflanzen, Maschinen und Stromertrag.
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Lernkontrolle
- Energieumwandlung: Erkläre anhand einer Wirkungskette, warum Photovoltaik eine direkte, Solarthermie dagegen eine thermische Nutzung von Sonnenenergie ist. Vergleiche dabei die Energieformen.
- Leistung und Energie: Eine PV-Anlage hat mittags eine hohe Momentanleistung, aber an einem bewölkten Tag einen geringen Tagesertrag. Erkläre den Unterschied zwischen Leistung und Energie an diesem Beispiel.
- Systemdenken: Begründe, warum eine Verdopplung der installierten PV-Leistung nicht bedeutet, dass zu jeder Stunde doppelt so viel Solarstrom ins Netz eingespeist wird.
- Netzintegration: Entwickle zwei unterschiedliche Maßnahmen, mit denen eine hohe Solarstromerzeugung am Mittag sinnvoll genutzt werden kann, und bewerte ihre Vor- und Nachteile.
- Datenkompetenz: Zwei Quellen nennen für Deutschland leicht unterschiedliche installierte PV-Leistungen. Formuliere ein Prüfverfahren, mit dem Du herausfindest, ob beide Angaben trotzdem korrekt sein können.
- Nachhaltigkeit: Bewerte die Aussage „Photovoltaik ist emissionsfrei“. Beziehe Betrieb, Herstellung, Transport, Lebensdauer und Recycling in Deine Antwort ein.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du nicht nur einzelne Begriffe kennst, sondern physikalische Zusammenhänge erklären und Daten sinnvoll einordnen kannst.
- Du kannst den Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie erklären.
- Du kannst die Funktion von Solarzelle, Solarmodul und Wechselrichter in einer Wirkungskette darstellen.
- Du kannst mit P = U · I und E = P · t einfache Rechnungen durchführen und Einheiten korrekt verwenden.
- Du kannst den Begriff Wirkungsgrad anwenden und eine einfache Wirkungsgradrechnung erklären.
- Du kannst wichtige Einflussfaktoren auf den PV-Ertrag wie Einstrahlung, Ausrichtung, Verschattung und Temperatur benennen und begründen.
- Du kannst die Rolle von Photovoltaik im deutschen Energiesystem mit aktuellen Größenordnungen beschreiben, ohne Leistung und Energie zu verwechseln.
- Du kannst erklären, warum Speicher, Netze und flexible Verbraucher bei einem hohen Anteil von Solarstrom wichtig werden.
- Du kannst Umweltwirkungen einer Photovoltaikanlage über den gesamten Lebenszyklus differenziert beurteilen.
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