Sonnenenergie
Sonnenenergie
1. Solarthermie
Definition: Solarthermie ist die Umwandlung von Sonnenenergie in direkte nutzbare Wärme.
Wie funktioniert ein Kollektor?
Im Prinzip funktionieren die Kollektoren wie die einfache Duschvorrichtung in manchen Schrebergärten. Mit Wasser gefüllte Tonnen oder auf dem Dach ausgelegte Gartenschläuche werden von der Sonne erwärmt und stellen warmes Wasser zur Verfügung. Das wichtigste Teil einer thermischen solaranlage ist der Kollektor. Im Flachkollektor durchqueren die Sonnenstrahlen das Glas des Kollektors und treffen auf den Absorber.
Der von der Sonneneinstrahlung erhitzte Absorber überträgt die Wärme in ein im inneren zirkulierendes Fluidum, das die eingefangene Sonnenenergie zum Wärmetauscher weiterleitet. die verglaste Oberfläche bewirkt einen Treibhauseffekt, der die Leistung erhöht, wenn die Außentemperatur niedriger ist als die Temperatur des Kollektors. Zusätzlich reduziert eine Isolierung rund um den Kollektor die Wärmeverluste. ein sehr wichtiger Komponent des Absorbers ist die selektive Beschichtung aus Schwarzchrom. Sie erhöht die thermische Nutzung der Sonnenenergie um erhebliches. Das wärmetragende Fluidum wird, nachdem es in dem Kollektorfeld erhitzt wurde, zu einem Wärmetauscher gepumpt, wo es seine Wärme an einen Pufferspeicher oder direkt an den Verbraucherkreis überträgt.
Der geschlossene Solarkreis arbeitet auf diese Weise unabhängig vom Verbraucherkreis.
2. Photovoltaik
Das Wort Phohovoltaik ist eine Zusammensetzung aus dem griechischen Wort "phos" für Licht und dem Namen des Physikers Alessandro Volta (Volt, der physikalischen Einheit der elektrischen Spannung)
Definition: Es bezeichnet die direkte Umwandlung von sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen.
Herkunft: Der Umwandlungsvorgang beruht auf dem bereits 1839 von Alexander Bequerel entdeckten Photoeffekt. Unter dem Photoeffekt versteht man die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem Festkörper durch Lichteinstrahlung.
Funktionsprizip: Die Zelle besteht aus einer sehr dünnen n-dotierten Schicht, die an der Oberfläche liegt einer p-dotierten Schicht, die dicker ist, und dem p-n-Übergang (auch Grenzschicht oder Sperrschicht genannt).
* Ohne Beleuchtung bildet sich auf Grund der ladungsträgerdiffusion ein elektrisches Feld (Spannung), die von der n-Zone zur p-Zone hin abnimmt.
* Fällt sonnenlicht auf das Halbleitermaterial, werden Elektroden durch einstrahlende Photonen (Lichtteilchen) "angeregt".
* Die Photonen "übergeben" den Elektronen die nötige Energie um sich aus dem Atomverband zu lösen (Ionisierungsenergie)
* die Elektronen wandern nun im elektrischen Feld der Granzschicht in die n-Schicht des Halbleiters.
* Deshalb erhält die n-Schicht einen negativen Ladungsüberschuss, und die p-Schicht einen positiven Landungsüberschuss
* Über Metallkontakte kann eine elektische Spannung abgegriffen werden.
* Wird der äußere Kreis geschlossen, d. H.
ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, fließt Gleichstrom.
Damit der gewonnenen Gleichstrom genutzt werden kann, muss er, bevor er in das Netz des Hauses gespeist wird, im Wechselrichter in Wechselstrom umgeformt werden.
Pro Zelle ergibt sich beu ausreichendem Lichteinfall eine nutzbare Spannung von 0,5 V - 0,6V, die durch Serienschaltung (Reihenschaltung) mehrerer Zellen auf beliebige Werte erhöht werden kann.
Falls ihr noch fragen habt oder bilder braucht wendet euch einfach an mich!!
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