Sonne Eine unerschöpfliche Energiequelle, unsere Prof. Dr. Gießler Hochschule Harz, Fachbereich Automatisierung und Informatik

Also: Kein Grund zur Panik ! +++ Die Sonne, unser Zentralgestirn und wichtigste Quelle für Primärenergie ? Entfernung: ca. 150 Mil. Kilometer Durchmesser: ca. 1,4 Mil. Kilometer Temperatur im Zentrum: 14 Mil. Kelvin Leistung durch Kernfusion: 3,9 * 1023 KiloWatt Masseverlust je Tag durch Kernfusion: 370 Mrd. Tonnen Wer kann sich darunter schon etwas vorstellen? Also: Kein Grund zur Panik ! Doch bei einer Gesamtmasse von 2 * 1027 (Mrd Mrd Mrd) Tonnen reicht die Energie noch für mehrere Millionen Jahre 2

Was erhält die Erde an Solarleistung ? ++ Was erhält die Erde an Solarleistung ? Gesamtleistung: ca. 180 Mil Mil KiloWatt (180 * 1012 kW) das sind nur 0,45 Milliardstel der Gesamtstrahlung der Sonne, aber viel mehr als auf der Erde von Menschen benötigt wird ! Die Einstrahlung einer halben Stunde deckt (theoretisch) den Tagesbedarf ! Je Quadratmeter (Solarkonstante): 1,34 kW Was wird aus der Sonnenenergie auf der Erde? - Sie ermöglicht das Leben auf unserem Planeten - lässt Pflanzen gedeihen, in denen ein Teil der Energie gespeichert ist (nachwachsende Roh- bzw. Brennstoffe) - ist in großen Mengen in Form von Kohle und Erdöl gespeichert - wird mehr und mehr direkt und indirekt vom Menschen bewusst genutzt. 3

Nutzung der Solarenergie +++ Nutzung der Solarenergie Primärenergie Sekundärenergie Unmittelbare Nutzung Windenergie Photothermie Photokollektoren Warmwasserbereitung Wind als sonnenbedingter Klimafaktor Verbrennungswärme Indirekte Nutzung Verbrennung von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen Photovoltaik direkte Umwandlung von solarer Energie in Elektroenergie Gegenstand der weiteren Betrachtungen 4

Aufbau und Betrieb einer Photovaltaik-Anlage Laderegler Wechselrichter Akkumulator Solarmodul + - Wechselstrom- Verbraucher Solarmodul: Zusammenschaltung von einzelnen Panelen aus vorgefertigten Solarzellen, typische Nennspannungen: 12 V, 24 V, 60 V Laderegler: Notwendig, wenn Akkumulator eingesetzt wird. Steuert die Energieströme vom PV-Modul zu Akku und/oder Wechselrichter bzw Akku zu Wechselrichter, verhindert die Über- und Unterladung des Akkus Verhindert Rückströme in den Solarmodul. Akkumulator: Energiespeicher zur Aufnahme der gegenüber dem Verbrauch überschüssigen Energie der Module, begrenzte Energiereserve für denVerbrauch, wenn keine oder zu wenig Solarenergie angeboten wird Wechselrichter: Umformer von Solar- bzw. Akku-Gleichspannung in Wechselspannung (230 V oder Drehstrom 400 V) 6

Schaltungsaufbau der modularen, mobilen Anlage im Labor des Fachbereichs Automatisierung und Informatik der Hochschule Harz Lade- Regler ISol IWRin IWRout A A A V 24 V V 230 V ca. 60 W V USol UWRin Solar- Modul ca. 0,5 m² UWRout Wechsel- richter Wechsel- spannungs- verbraucher IBatt A Akkumulator 7

Tagesgänge der elektrischen Solar-Leistung Eingestrahlte elektrische Leistung am (1.) 21. Juni ohne Nachführung der Module (2.) 21. Juni mit Nachführung (3.) 20. Dezember ohne Nachführung 8