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Was ist Photovoltaik? Wer entdeckte den photo- elektrischen Effekt? Wie funktioniert Photovoltaik? hier klicken Wer sind wir? Was ist unser Projekt? Wie.

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Präsentation zum Thema: "Was ist Photovoltaik? Wer entdeckte den photo- elektrischen Effekt? Wie funktioniert Photovoltaik? hier klicken Wer sind wir? Was ist unser Projekt? Wie."—  Präsentation transkript:

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2 Was ist Photovoltaik? Wer entdeckte den photo- elektrischen Effekt? Wie funktioniert Photovoltaik? hier klicken Wer sind wir? Was ist unser Projekt? Wie haben wir mit der Planung begonnen? Was erhoffen wir uns von der Anlage? hier klicken hier klicken

3 Wer sind wir? HansKlausFritzOtto Thomas Karl Wir sind sechs Schüler der 9. Klasse des Hellenstein-Gymnasiums aus Heidenheim an der Brenz. Über unseren Gemeinschaftskundelehrer Herr Koch meldeten wir uns dieses Jahr im Juli für diesen Wettbewerb an. Wir hoffen die Präsentation zu unserem Projekt gefällt Ihnen. Carolin Bianca Peter Selina Franzi Antonia

4 Was ist unser Projekt? Nach langen Überlegungen kam uns eine sinnvolle Idee: Eine SOLARANLAGE am Hellenstein-Gymnasium, unserer Schule! Schon vorher hatten wir uns für Solar entschieden, da die Sonne eine der wichtigsten und nachhaltigsten Energiequellen ist. Auch andere Schulen in unserer Umgebung haben bereits Solaranlagen auf ihren Schuldächern. Wir aber hatten die Idee, das Projekt eigenständig als Schüler zu organisieren. zurück zum Hauptmenü

5 Was ist Photovoltaik? Wer entdeckte den photo- elektrischen Effekt? Wie funktioniert Photovoltaik? hier klicken Wer sind wir? Was ist unser Projekt? Wie haben wir mit der Planung begonnen? Was erhoffen wir uns von der Anlage? hier klicken hier klicken

6 Photovoltaik Photovoltaik ist eine Methode, einfallendes Licht direkt in elektrischen Strom zu verwandeln. Der Name dieser Methode der Energiegewinnung leitet sich vom altgriechischen Wort phos Licht und der Einheit der elektrischen Spannung Volt (nach Alessandro Volta) ab.

7 Alexandre Edmond Becquerel ( ) 1839 Im Jahre 1839 entdeckte Becquerel bei Experimenten mit elektrolytischen Zellen die Grundlage der Photovoltaik, den photoelektrischen Effekt. Bei diesem Experiment tauchte er eine Anode und Kathode aus Platin in eine verdünnte Säure und bemerkte, dass zwischen den beiden Elektroden Strom floss. Nach weiteren Untersuchungen fiel ihm jedoch auf, dass mehr Strom erzeugt wird, wenn man dieses Experiment der direkten Sonnenbestrahlung aussetzte.

8 Nun versuchte man immer mehr herauszufinden. Unter anderem entdeckte 1873 der britische Ingenieur Willoughby Smith, dass der Stoff Selen unter Lichteinfluss seinen elektrischen Widerstand verändert. Daraufhin folgte 1876 die Entdeckung, dass Selen Elektrizität produziert, wenn es Licht ausgesetzt wird. Selen würde zwar nicht zu einer Energieversorgung genügen, aber der Beweis für ein solches Material war vorhanden. Somit gelang es Fritts 1883 ein erstes Modul, einen Vorläufer des heutigen Photovoltaikmoduls aus Selenzellen zu entwickeln. 1 bis 2 Prozent der eingestrahlten Sonnenenergie konnten in elektrische Energie umgewandelt werden. Charles Fritts 1883

9 Robert Andrews Millikan ( ) Albert Einstein ( ) 1907 Im Jahre 1907 gelang es schließlich Albert Einstein auf Grund seiner Lichtquantenhypothese von 1905 den Effekt der Photovoltaik theoretisch zu erklären. Den experimentellen Beweis lieferte dann Millikan zwischen 1912 und Beide erhielten, Einstein 1921 und Millikan 1923, den Nobelpreis für Physik.

10 1940 entdeckte Russell S. Ohl zufällig bei einem seiner Versuche, bei dem er eine Siliziumprobe Licht aussetzte, dass sie dabei Strom erzeugte. Kurze Zeit später, im Jahre 1948, entwickelte William Bradford Shockley ein theoretisches Modell für einen pn (positiv/negativ) – Übergang. Dies war eine der wichtigsten Vorraussetzungen für die heutigen Solarmodule. Als Höhepunkt entwickelten 1953 Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearso in New Jersey kristalline Silizum-Solarzellen in der Größe von 2 cm² mit einem Wirkungsgrad von über 4 Prozent. Mit einigen Verbesserungen konnte der Wirkungsgrad bis auf 11 Prozent gesteigert werden. Erstmals eingesetzt wurden Photovoltaikzellen zur Stromversorgung im Jahre William Bradford Shockley ( ) Russell S. Ohl ( ) Daryl Chapin (1906–1995), Calvin Fuller (1902–1994) und Gerald Pearson (1905–1987)

11 Funktion pn - Übergang n- dotiertes Silizium Negative Elektrode Durch die Sonneneinstrahlung wird Ladung aus dem aus Silizium bestehenden Material freigesetzt. Elektronen gelangen in die Grenzschicht, den pn-Übergang. Sie werden von den Elektroden angezogen. Durch diese Trennung von positiv und negativ entsteht ein Energiepotenzial in Form von elektrischer Spannung. Wird der Stromkreis nun zwischen den beiden Polen über einen Verbraucher geschlossen, so kann Strom fließen. Positive Elektrode p - dotiertes Silizium

12 Für einen Photovoltaikanlagenbesitzer gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten seinen produzierten Strom zu verwenden. Einspeisung des Stroms 1. Überschusseinspeisung Bei der Überschusseinspeisung wird der produzierte Strom vorerst durch den Wechselrichter von Gleichstrom in für den Eigenverbrauch nötigen Wechselstrom umgewandelt. Der Strom wird im eigenen Haushalt verwendet. Sollte mehr Strom als nötig produziert werden, wird der Strom automatisch in das öffentliche Stromnetz eingespeist, also verkauft. Einspeiszähler und Stromverbrauchszähler kontrollieren wie viel Strom hinaus und hinein fließt. 2. Volleinspeisung zurück zum Hauptmenü

13 Einspeisung des Stroms Bei der Volleinspeisung wird der gesamte produzierte Strom wieder zuerst in nutzbaren Gleichstrom verwandelt, dann aber komplett an das öffentliche Stromnetz verkauft. Der Verbraucher kauft also weiterhin seinen Strom vom Stromnetz. Wieder wird von Einspeisungszähler und Stromverbrauchszähler kontrolliert. 2. Volleinspeisung zurück zum Hauptmenü

14 Was ist Photovoltaik? Wer entdeckte den photo- elektrischen Effekt? Wie funktioniert Photovoltaik? hier klicken Wer sind wir? Was ist unser Projekt? Wie haben wir mit der Planung begonnen? Was erhoffen wir uns von der Anlage? hier klicken hier klicken

15 Unsere bisherige Planung Nach der Genehmigung unserer Schulleitung für den Bau der Solaranlage führten wir in der darauf folgenden Woche erste Gespräche. Bei Herrn Schäffer, einem Solaranlagenbauer, informierten wir uns allgemein über Photovoltaikanlagen. Außerdem trafen wir uns mit Herrn Zihsler von der Abteilung Hochbau des Heidenheimer Rathauses. Doch er hatte leider drei schlechte Nachrichten für uns: 1. Das Dach des Hauptgebäudes ist wegen zu kleiner Südfläche ungeeignet. 2. Das Turnhallendach ist schon bei geringer Schneelast einsturzgefährdet. 3. Auch der Pavillon hat gewisse Belastungsgrenzen. Die einzige Möglichkeit die uns Herr Zihsler vorschlug, war die Südfront der Turnhalle. Jedoch müssen die Platten an einer senkrechten Wand angebracht werden.

16 An diesen Flächen sollen die Module angebracht werden!

17 Wie kann die Anlage an unserer Schule verwendet werden? Wir können uns unsere Anlage in naturwissenschaftlichen Fächern als Bereicherung des Unterrichts gut vorstellen. Außerdem gehört zu unseren Zielen nicht nur eine Solaranlage, sondern auch eine dazugehörige Website, auf der sowohl Schüler als auch Lehrer und Schulleitung jederzeit im Internet die aktuelle Leistung der Anlage begutachten können. Wir sind immer noch auf der Suche nach weiteren Sponsoren und hoffen, die Anlage bald an geplanter Stelle vorfinden zu können.

18 Wir hoffen Ihnen hat unsere Projektpräsentation gut gefallen! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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