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INHALT 1. Photovoltaik Solarzelle Solarzelle Aufbau & Funktion Aufbau & Funktion Animation Animation 2. Nutzung von Sonnenenergie Sonnenkollektor Sonnenkollektor.

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1 INHALT 1. Photovoltaik Solarzelle Solarzelle Aufbau & Funktion Aufbau & Funktion Animation Animation 2. Nutzung von Sonnenenergie Sonnenkollektor Sonnenkollektor Sonnenofen Sonnenofen Solarturmkraftwerk Solarturmkraftwerk 3. Solar-Stirling Anlagen Funktionsweise Funktionsweise Grafiken Grafiken Allgemeines zum Solar-Stirling Prinzip Allgemeines zum Solar-Stirling Prinzip Der Stirling-Motor Der Stirling-Motor Merkmale Merkmale Animation Animation

2 Photovoltaik Photovoltaik: Photovoltaik: Photos: gr. = Licht Photos: gr. = Licht Volta: ital. Physiker Alessandro Volta Volta: ital. Physiker Alessandro Volta Bezeichnung für direkte Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen Bezeichnung für direkte Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen

3 Solarzelle Bestehend aus Halbleitern Bestehend aus Halbleitern Wird bei Wärme- oder Lichteinfall elektrisch leitfähig Wird bei Wärme- oder Lichteinfall elektrisch leitfähig Silizium Silizium Zweithäufigstes Material in Erdschicht Zweithäufigstes Material in Erdschicht Verarbeitung umweltverträglich Verarbeitung umweltverträglich Dotierung Dotierung Einbringung von Fremdatomen, um einen positen bzw. negativen Ladungüberschuss zu erreichen (p- / n- Halbleiterschicht) Einbringung von Fremdatomen, um einen positen bzw. negativen Ladungüberschuss zu erreichen (p- / n- Halbleiterschicht)

4 Aufbau und Funktion

5 Nutzung der Sonnenenergie

6 Sonnenkollektor Ein Kollektor wandelt mittels eines Absorbers die Sonnenstrahlung in Wärme um, die für Heizung, Brauchwassererwärmung oder thermische Lüftung genutzt werden kann. Sonnenkollektoren setzen bis zu 80% der eingestrahlten Energie in Wärme um.

7 Sonnenkollektoren Fokussierende Sonnenkollektoren Sonnenstrahlung wird von einem oder mehreren Hohlspiegeln reflektiert und in einem Strahlungsempfänger aufgefangen. Sonnenstrahlung wird von einem oder mehreren Hohlspiegeln reflektiert und in einem Strahlungsempfänger aufgefangen. Durch die Konzentration wird die Intensität der Sonnenenergie verstärkt, wobei im Empfänger Temperaturen bis mehrere hundert oder gar tausend Grad Celsius erzielt werden. Durch die Konzentration wird die Intensität der Sonnenenergie verstärkt, wobei im Empfänger Temperaturen bis mehrere hundert oder gar tausend Grad Celsius erzielt werden. Nichtfokussierende Sonnenkollektoren optisch transparente Deckplatten optisch transparente Deckplatten Wirkungsgrad zwischen 40 und 80 Prozent Wirkungsgrad zwischen 40 und 80 Prozent Trägerflüssigkeit auf bis zu 82 °C Trägerflüssigkeit auf bis zu 82 °C werden vor allem zur Erwärmung von Wasser und zur Heizung von Wohnräumen eingesetzt und zu diesem Zweck üblicherweise auf Dächern montiert. werden vor allem zur Erwärmung von Wasser und zur Heizung von Wohnräumen eingesetzt und zu diesem Zweck üblicherweise auf Dächern montiert.

8 Sonnenofen Schmelzen von Metallen Schmelzen von Metallen Herstellung von Zink Herstellung von Zink Herstellung von Wasserstoff Herstellung von Wasserstoff In kleinen Ausgaben als Herd oder Ofen nutzbar In kleinen Ausgaben als Herd oder Ofen nutzbar

9 Solarturmkraftwerk eine Reihe von Hohlspiegeln, die auf computergesteuerte Heliostaten montiert sind, reflektieren die Sonnenstrahlen und bündeln sie auf einen zentralen Strahlungsempfänger. eine Reihe von Hohlspiegeln, die auf computergesteuerte Heliostaten montiert sind, reflektieren die Sonnenstrahlen und bündeln sie auf einen zentralen Strahlungsempfänger. Dort werden Wasser oder andere Wärmeträgermedien erhitzt. Dort werden Wasser oder andere Wärmeträgermedien erhitzt. Der dabei entstehende Dampf kann in herkömmlichen Kraftwerken in Strom umgewandelt werden. Der dabei entstehende Dampf kann in herkömmlichen Kraftwerken in Strom umgewandelt werden.

10 Solar-Stirling / Dish-Stirling- Anlagen

11 Funktionsweise des Stirlingmotors SCHRITT 1: Die Solarstrahlung wird durch einen zweiachsig nachgeführten Hohlspiegel auf einen Brennpunkt konzentriert, die Lichtstrahlen werden gebündelt SCHRITT 2: Ein sich im Brennpunkt befindender Receiver nimmt die durch die Bündelung entstehende Wärme auf SCHRITT 3: Die Wärmeenergie treibt den sogenannten Stirlingmotor an, an den ein Generator gekoppelt ist. Mithilfe des Generators kann schließlich elektrische Energie, Strom, erzeugt werden.

12 Beispielgrafiken

13 Allgemeines zum Solar Stirling Prinizip - Umwandlung von solarthermischer Energie mechanische Energie unter Benutzung eines Stirling Motors -Solar-Stirling Anlagen erreichen in Verbindung mit einem elektrischen Generator einen maximalen Wirkungsgrad von bis zu 30% - Solar-Stirling Anlagen werden auch Dish-Stirling Anlagen genannt (Dish, engl.: Schlüssel) - Im Receiver wird die Solarstrahlung ca. 4000fach konzentriert und es werden Temperaturen von bis zu 800°C erreicht - Die größten Systeme wurden in Saudi-Arabien errichtet - Bei einem Konzentratordurchmesser von 17m erreicht man eine Nennleistung von 50kW Ziel in der aktuellen Forschung sind - Kostenreduzierung durch eine selbsttragende Kollektorstruktur - Betrieb dieser Anlagen durch Hybridantrieb mit Biogas, das direkt in der Anlage verbrannt wird

14 Der Stirlingmotor - Wärmekraftmaschine bzw. ein mit Gas gefülltes und abgeschlossenes Medium -Auf das Gas wirken nun Temeperaturänderungen ein, es wird erwärmt und wieder abgekühlt in regemäßigen Zyklen FOLGE: Der Kolben im Innreren bewegt sich hin und her (Erzeugung mechanischer Arbeit) - Beide Vorgänge (Expansion/Kontraktion) sind so gekoppelt, dass über einen großen Bereich Nutzarbeit geleistet wird

15 Der Stirlingmotor

16 Merkmale des Stirlingmotors - Es kann jede Wärmequelle verwendet werden, z.B. Verbrennung oder Solarstrahlung - Es gibt Stirlingmotoren, die schon mit einer kleinen Temperaturdifferenz betrieben werden können - Sollte die Wärmeerzeugung durch Verbrennung geschehen, sind bekiebige Brennstoffe möglich. Außerdem kann die Verbrennung kontinuierlich von Außen erfolgen günstige Abgaswerte - Durch fehlende Explosions- und Abgasgeräusche ist der Stirlingmotor sehr leise - Stirlingmotoren sind sehr schwer, da zur Funktionsweise hohe Drücke notwendig sind und somit große Wärmetauscher gebraucht werden - Durch viele Bauformen kann man den Motor sehr vielseitig einsetzen - Hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, bestimmte Bauformen können unter Last anlaufen

17 Animationen - -


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