Inhaltsverzeichnis
Photovoltaik-Zellen
Arbeitsprinzip
Vorteile bei der Stromerzeugung
Funktionen zur Stromerzeugung
Klassifikation
Spiegelzellen
Arbeitsprinzip
Vorteile bei der Stromerzeugung
Funktionen zur Stromerzeugung
Zusammenfassung
Solarenergie erfreut sich zunehmender Beliebtheit, sei es als Hauptstromquelle oder als Ergänzung zu anderen Energieformen. Der Aspekt des Seins umweltfreundlich hat diese Form der Energieversorgung für viele zu einer Vorliebe gemacht, insbesondere in einer Zeit, in der die globale Erwärmung ein großes Problem darstellt. Darüber hinaus ist Solarenergie die Hauptenergiequelle in Gebieten, die nicht an das Hauptstromnetz angeschlossen sind.
Weltweit nimmt die Nutzung von Solarenergie zu. Der Anstieg wurde durch die steigenden Kosten alternativer Energiequellen und den Rückgang der Installationskosten für Solaranlagen vorangetrieben. In den USA hat die Solarenergie ein enormes Wachstum erlebt. Heute produziert das Land 97.2 GW an Strom im Vergleich zu 0.34 GW im Jahr 2008. Es wird geschätzt, dass etwa 3 % der Haushalte in den USA mit Solarenergie betrieben werden, und diese Zahl wird wahrscheinlich noch steigen, da die Menschen weiterhin grüne Energie nutzen.
Es gibt zwei Hauptprinzipien, nach denen ein Solarstromsystem funktioniert: Photovoltaik- und Spiegelzellen. Die Wahl einer der beiden Methoden hängt von den spezifischen Anforderungen der Endbenutzer ab.
Photovoltaik-Zellen
Dies ist die am häufigsten verwendete Methode zur Solarstromerzeugung. Bei der Methode kommen Photovoltaikzellen zum Einsatz, die in Solarpaneele eingebaut werden. Die Zellen nehmen die Sonnenenergie auf und wandeln sie in elektrische Energie um. Der so erzeugte Strom kann direkt für den Betrieb von Haushaltsgeräten verwendet werden. Der Strom kann auch in Batterien gespeichert werden, um ihn später zu nutzen, insbesondere nachts, wenn kein Sonnenlicht vorhanden ist.
Arbeitsprinzip
Photovoltaikzellen funktionieren, indem sie die Energie der Sonne in elektrischen Strom umwandeln. Jedes Solarpanel besteht aus mehreren quadratischen Kästen, die jeweils zwischen einem und zwei Watt produzieren. Diese Boxen sind durch Solarmodule verbunden, die die Leistung der einzelnen Zellen steigern. Die im Inneren der Solarmodule befindlichen PV-Zellen absorbieren Sonnenenergie und geben dabei die in den Lichtphotonen enthaltene Energie an ein Halbleitermaterial weiter. Der Energieübertragungsprozess führt dazu, dass die Elektronen im Inneren des Halbleiters als Elektrizität fließen. Der erzeugte Strom kann entweder direkt genutzt oder zur Verteilung in das nationale Netz eingespeist werden. Dies geschieht nur, wenn Solarenergie in großem Maßstab durch den Einsatz zahlreicher Module erzeugt wird.
Vorteile bei der Stromerzeugung
– Solarstromanlagen können je nach Bedarf problemlos aufgerüstet werden steigender Energiebedarf sowie eine verbesserte Finanzlage. Um das System aufzurüsten, müssen lediglich weitere Solarmodule hinzugefügt und die Leistung erhöht werden Speicherkapazitäten für die Batterien.
– Photovoltaik-Zellen benötigen für ihre Montage keinen zusätzlichen Platz und können sogar auf Gebäudedächern platziert werden.
Funktionen zur Stromerzeugung
Siliziumkristalle
Leistungsmodule
PV-Zellen
Klassifikation
Solarmodule können anhand der für ihre Herstellung verwendeten Materialien in drei Kategorien eingeteilt werden. Diese Kategorien sind monokristalline, polykristalline und Dünnschicht-Solarmodule.
Spiegelzellen
Bei diesem System wird die Sonnenenergie mithilfe von Spiegeln konzentriert und in Empfänger geleitet. Die Empfänger sammeln diese Energie und in Wärme umwandeln. Die so erzeugte Wärmeenergie kann zur Stromerzeugung genutzt oder für eine spätere Nutzung gespeichert werden. Die Verwendung von Spiegeln Sonnenenergie nutzen wird hauptsächlich in Großkraftwerken eingesetzt.
Arbeitsprinzip
Die Idee hinter einer solchen Stromerzeugungsanlage besteht darin, die Sonnenstrahlen an einem zentralen Ort zu konzentrieren und diese dann zur Wärmeerzeugung zu nutzen. In einem typischen System nehmen Spiegel eine parabolische Form an, um ihre Fähigkeit zu verbessern, die Sonnenenergie zu sammeln und in das zentrale Empfängersystem zu reflektieren. Das System ist so konzipiert, dass die Spiegel immer auf die Sonnenachse ausgerichtet sind, um sicherzustellen, dass sie maximale Sonneneinstrahlung erhalten. Die reflektierte Energie wird von einem Empfänger gesammelt, der die Wärme an den Motor überträgt. Im Motor wird die Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt. Durch den Einsatz eines Generators wird diese mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Vorteile bei der Stromerzeugung
– Sie haben eine höhere Kapazität zur Stromerzeugung.
– Sie sind effizienter für die industrielle Produktion im großen Maßstab.
Funktionen zur Stromerzeugung
– Reflektierende Spiegel mit parabolischer Form, um ihre Reflexionsfähigkeit zu erhöhen
– Receiver zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme
– Motor zur Stromerzeugung durch Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie
– Drehmechanismus zur Ausrichtung der Spiegel auf die Sonnenachse
Zusammenfassung
Die Nutzung von Solarenergie kann zur Bewältigung des Problems des Klimawandels beitragen. Solarenergie kann durch den Einsatz von Photovoltaikzellen oder Spiegeln genutzt werden. Die Wahl zwischen den beiden Methoden der Stromerzeugung hängt hauptsächlich von der Größenordnung ab.
Solarmodule eignen sich am besten für den Hausgebrauch und können je nach erhöhtem Strombedarf aufgerüstet werden. Spiegel können in großen Gewerbebetrieben eingesetzt werden, da sie mehr Strom erzeugen können. Unabhängig von der Anwendung sind diese beiden Methoden unter dem Strich saubere und umweltfreundliche Energiequellen.
