Solarmodule erzeugen eine hohe Spannung, aber einen niedrigen Strom, hauptsächlich aufgrund ihres inhärenten Designs und der Art der Solarenergieumwandlung. Sonnenkollektoren bestehen aus Photovoltaikzellen, die bei Sonneneinstrahlung Strom erzeugen. Jede Photovoltaikzelle erzeugt bei Beleuchtung eine bestimmte Spannung (typischerweise etwa 0,5 bis 0,6 Volt). Um die Spannung auf nutzbare Werte (z. B. 12 V, 24 V) zu erhöhen, werden viele Zellen in Reihe geschaltet. Diese Reihenschaltung addiert die Spannungen jeder Zelle, was zu einer höheren Gesamtspannungsausgabe des Solarpanel-Arrays führt.
Der von jeder einzelnen Zelle erzeugte Strom ist jedoch relativ gering. Wenn Zellen in Reihe geschaltet sind, bleibt der Strom derselbe wie der, der von einer einzelnen Zelle erzeugt wird, da sich der Strom in Reihenschaltungen nicht addiert. Während die Spannung steigt, bleibt daher die Gesamtstromabgabe niedrig im Vergleich zu dem, was man von einer einzelnen Zelle erwarten könnte.
Ihr Solarpanel erzeugt aus mehreren möglichen Gründen möglicherweise Volt, aber keine Ampere. Ein häufiges Problem könnte die Verschattung oder Teilverschattung des Panels sein. Wenn auch nur ein kleiner Teil des Panels abgeschattet wird, produzieren die betroffenen Zellen deutlich weniger Strom, manchmal sogar gar keinen, obwohl die Spannung relativ hoch bleibt. Ein weiterer Grund könnte eine fehlerhafte Bypass-Diode oder ein Verbindungsproblem innerhalb des Panels oder des gesamten Arrays sein, wodurch der Strom nicht ordnungsgemäß fließen kann.
Die Spannung ist in Solarzellen hoch, wenn der Strom niedrig ist, was hauptsächlich auf die elektrischen Eigenschaften von Photovoltaikzellen zurückzuführen ist. Wie bereits erwähnt, erzeugen Solarzellen abhängig von der Intensität des auf sie treffenden Lichts eine bestimmte Spannung. Wenn Zellen in Reihe geschaltet werden, um ein Solarpanel zu bilden, summiert sich die Spannung in der Reihe, was zu einer höheren Gesamtspannungsausgabe führt. Da sich der Strom jedoch in Reihenschaltungen nicht summiert, bleibt die Gesamtstromabgabe im Vergleich zur Spannung relativ niedrig.
Ob eine höhere Spannung für Solarmodule besser ist, hängt von der Anwendung ab. Eine höhere Spannung ist in bestimmten Szenarien von Vorteil, beispielsweise bei der Übertragung von Strom über große Entfernungen (geringere Verluste aufgrund geringerer Ströme) oder beim Laden von Batterien, die höhere Eingangsspannungen erfordern. Für den direkten Einsatz oder Ladesysteme, die einen höheren Strom benötigen, ist jedoch ein Gleichgewicht zwischen Spannung und Strom unerlässlich. Vielmehr geht es oft darum, die elektrischen Eigenschaften des Solarpanelsystems an die Anforderungen des Last- oder Speichersystems anzupassen.
Der Strom nimmt ab, wenn die Spannung in Solarzellen steigt, da Photovoltaikmaterialien auf Licht reagieren und Strom erzeugen. Solarzellen haben eine Charakteristik namens Strom-Spannungs-Kurve (I-V), die zeigt, wie sich die Stromabgabe bei variierender Spannung ändert. Wenn die Spannung an der Zelle zunimmt, nimmt der Strom tendenziell ab, da der Innenwiderstand der Zelle und die Materialeigenschaften die Strommenge begrenzen, die bei höheren Spannungen fließen kann. Diese Beziehung ist entscheidend für das Verständnis, wie die Leistung von Solarmodulen unter verschiedenen Lichtverhältnissen und Lastanforderungen optimiert werden kann.