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Die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage

Lernziele

Die Schüler_innen können ...

...mögliche Einflussfaktoren auf die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage vorab abschätzen.
(BHS, B3)

... die mithilfe einer Untersuchung gewonnenen Ergebnisse interpretieren und grafischen Darstellungen der erhaltenen Messwerte fachspezifische Informationen entnehmen.
(BHS, B5 und B1)

... die Konsequenzen von naturwissenschaftlichen Aussagen auf Basis von Datensammlungen abschätzen und Schlussfolgerungen daraus ziehen.
(BHS, C3)

I) Einleitung

Im vorherigen Abschnitt hast du bereits herausgefunden, dass der Energieertrag und somit auch die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage nicht immer gleich hoch sind. Um mehr über die Ursachen solcher Ertragsschwankungen herauszufinden, haben Schüler_innen der HTL Hollabrunn Leistungsmessungen am Dach der schuleigenen PV-Anlage an verschiedenen Tagen im Jahr 2015 durchgeführt. In diesem Abschnitt geht es darum, wie man solche Messdaten analysiert und interpretiert, um Aussagen darüber treffen zu können, wie sich unterschiedliche äußere Einflüsse auf den Energieertrag einer PV-Anlage auswirken.

Teilaufgabe 1

(Einzel- oder Partnerarbeit)

Einfluss unterschiedlicher Wetterbedingungen auf die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage

Der erste Faktor, den die Schüler_innen der HTL Hollabrunn mit Hilfe der hauseigenen PV-Anlage im Hinblick auf ihre elektrische Leistungsabgabe untersucht haben, ist das Wetter.

  • Stelle zunächst eine Vermutung darüber auf, wie sich unterschiedliche Wetterbedingungen auf die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage auswirken.

Die folgende Grafik zeigt den elektrischen Leistungsverlauf einer PV-Anlage der HTL Hollabrunn an einem Sonnentag, einem stark bewölkten Tag und einem Regentag im Oktober 2015.

  • Welche Unterschiede im Leistungsverlauf kannst du für die drei Tage ausmachen?
    Wodurch werden diese Unterschiede vermutlich verursacht?
  • Vergleiche die maximalen Leitungswerte für jeden der drei Tage miteinander und notiere mögliche Auffälligkeiten.
  • Formuliere auf Basis der Grafik eine Aussage über den Einfluss unterschiedlicher Wetterbedingungen auf den Energieertrag der PV-Anlage.

leistungsverlauf

Abb. 1: Leistungsverlauf an einem Sonnen-, Wolken- und Regentag

Teilaufgabe 2

(Einzel- oder Partnerarbeit)

Einfluss unterschiedlicher Wetterbedingungen auf die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage

Ein weiterer Einflussfaktor auf die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage, der im Zuge des Projekts untersucht wurde, sind unterschiedliche klimatische Bedingungen, also die jeweilige Jahreszeit. Die Schüler_innen der HTL Hollabrunn führten dazu eine Datensammlung an der hauseigenen PV-Anlage an mehreren Tagen im Jahr 2015 durch.

  • Stelle zunächst eine Vermutung darüber auf, welchen Einfluss jahreszeitenabhängige klimatische Bedingungen auf die elektrische Leistungsabgabe einer PV-Anlage Jahreszeit haben.

Die untenstehende Grafik zeigt die gemessenen Leistungswerte der PV-Anlage am Dach der HTL Hollabrunn für vier verschiedene Tage:

  • einen Frühlingstag (18.03.2015),
  • einen Sommertag (05.06.2015),
  • einen Herbsttag (13.09.2015) und
  • einen Wintertag (23.12.2015).

Dabei handelt es sich ausschließlich um Sonnentage mit hohem Energieertrag, damit die Leistungswerte für die einzelnen Tage miteinander verglichen werden können.

  • Welche Unterschiede im Leistungsverlauf kannst du für die vier Tage ausmachen?
    Welche Faktoren könnten für die veränderte Leistungsabgabe je nach Jahreszeit verantwortlich sein?
  • Vergleiche die maximalen Leitungswerte für jeden der vier Tage miteinander und notiere mögliche Auffälligkeiten.
  • Wie viele kWh an elektrischer Energie liefert die PV-Anlage an jedem der vier Tage?
  • Vergleiche die erhaltenen Werte miteinander und formuliere eine Aussage über den Einfluss der klimatischen Bedingungen auf den Energieertrag der Anlage.

saisonaler leistungsverlauf

Abb. 2: Leistungsverlauf an einem Winter-, Frühlings-, Sommer- und Herbsttag