Der allgemeine Öffnungstag im Monat August:
Dienstag, der 30. August 2022,
Öffnungszeit von 14 bis 17 Uhr (Führungen bis 18 Uhr),
Im Mittelpunkt steht die: Solartechnik
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Entsprechend der geltenden Coronaregeln!
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Solar in der ETS
| Elektrotechnische SammlungSolartechnik
Unter Photovoltaikanlagen (PV-Anlage) versteht man im allgemeinen Sprachgebrauch „Solaranlagen“. Im Gegensatz zu Solarthermieanlagen bestehen sie aus Solarmodulen, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Eine Anlage besteht aus den Solarzellen bzw. Solarmodulen, Wechselrichtern, einem Zweirichtungszähler zur Erfassung der ein- und ausgehenden Strommenge und einer Unterkonstruktion zur Befestigung der Solarmodule auf dem Dach. Außerdem kann heute zusätzlich an der Solaranlage ein Lithium-Akku angeschlossen sein, wenn man den Solarstrom selbst verwenden will.
Aktuell lohnt sich die Einspeisung von Strom immer dann, wenn eine möglichst große Fläche – ausgerichtet nach Süden – zur Verfügung steht. Auch der Kaufpreis der Photovoltaikanlage spielt bei der Anschaffung und dem Erzielen von Gewinnen eine große Rolle.
Grundsätzlich gilt, dass ein Dach mit einer Neigung von 30 Grad und einer Ausrichtung nach Süden ideal für die Solarstrom-Gewinnung ist. Ein anderer Neigungswinkel, eine abweichende Ausrichtung sowie Verschattung durch andere Bauwerke oder Bäume verringern die Effektivität und somit den Ertrag der PV-Anlage erheblich, so dass sich eine Investition nicht lohnt.
Schaltung Solarzelle mit Akku und Verbraucher
| Elektrotechnische SammlungAllgemein unterscheidet man amorphe, polykristalline und monokristalline Solarzellen. Die bei der Herstellung mit steigendem Wirkungsgrad auch mehr Herstellungsenergie und oder seltene Minerale benötigen. Amorphe Solarzellen nennt man auch Dünnschichtzellen, weil das Silizium auf eine leitfähige Unterlage aufgedampft wird. Dabei wird relativ wenig Energie benötigt, aber nur ein kleiner Wirkungsgrad zwischen 8-10% erreicht. Polykristalline Solarzellen bestehen aus nicht so reinem Halbleitermaterial und sind daher nicht so effektiv. Der Wirkungsgrad beträgt um die 15% wobei die Herstellungsenergie mittelmäßig hoch ist. Wesentlich mehr Energie benötigt die Herstellung von monokristallinen Solarzellen. Das Halbleitermaterial muss wesentlich reiner sein um einen Wirkungsgrad zwischen 16% und 22% zu erreichen.
Die Entwicklung ist weitergegangen und liegt heute größten Teils in chinesischer Hand, wobei viele Entwicklungen auch in Deutschland entstanden. Großen Anteil daran trägt z. B. das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Eine dieser Entwicklungen sind die sogenannten Mehrfachsolarzellen, die verschiedene Spektralbereiche nutzen. Dafür werden wenige Mikrometer dünne Schichten aus III-V-Halbleitern auf eine Siliziumsolarzelle aufgebracht und 2 weitere transparente Zellen drauf gepackt. Jede dieser Zellen absorbiert verschiedene Spektralbereiche des Sonnenlichts, um dieses optimal zu nutzen.
Damit hält man „Wirkungsgrade von 36 % für möglich, womit das physikalische Limit einer reinen Siliziumsolarzelle von 29,4 % deutlich übertroffen wird“, so der Institutsleiter am ISE, Prof. Dr. Andreas Bett.
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