Solarenergie

[Harmakhis]

Wenn man die optische Strahlung von der Wärmestrahlung isolieren könnte dann wäre das bestimmt nicht schlecht.

Also das die Solarzellen irgendwie geschützt werden und nur Licht erhalten. Irgendwie einen Filter davor und eine Kühlisolierung oder sowas.

Das ist nicht möglich bzw. würde nicht bringen, da Licht und Wärmestrahlung ein und dasselbe sind. Beides ist EM-Strahlung und was du meinst ist wohl Infrarotstrahlung, die zum Licht rotverschoben ist.
Man könnte nun durch Filter bestimmte Frequenzen des Lichts blocken, aber das wäre eigentlich völlig sinnlos, da dadurch zwar weniger energiereiches Licht durchdringen kann, dass die Zellen weniger erhitzt. Da es aber weniger Energie hat, würde es gleichzeitig weniger Strom erzeugen.

Die einzige Möglichkeit wäre, wie MRM sagt, eine externe Kühlung. Diese würde aber wieder Strom kosten und somit ist das ganze wohl wirklich für Katz.

Das einzige was vielleicht etwas bringt sind bessere Leiter, die durch Temperaturerhöhung nicht so stark ihren Widerstand verändern. Allerdings kosten die wahrscheinlich auch wieder sehr viel mehr, was wieder dazuführt, dass so eine Zelle ökonomisch nicht sinnvoll wäre.

[Skymarshal]

Sicher das Wärmestrahlung das selbe ist wie Licht?

Dann müßte ein Heizkörper ja heller strahlen umso wärmer er ist........

Oder Badewasser glühen!


PS: Diese Solarzellen lohnen sich eigentlich nicht wirklich. Bis man die Inverstitionskosten wie gedeckt hat vergehen Jahre. Und ob man gegenüber anderere Energielieferanten ein Ersparnis hat glaube ich net.

[Harmakhis]

In gewisserweise tut ein Heizkörper leuchten und Badewasser glühen. Nur in Lichtfrequenzen, die das menschliche Auge nicht wahrnehmen kann.

Des Weiteren gibt es verschd. Arten von Wärmestrahlung. Einerseits Infrarotstrahlung, die identisch mit Licht bzw. jeder EM-Strahlung ist und nur eine spezifische Frequenz hat.
Aber es gibt auch einfach Wärmestrahlung durch Teilchen, die ihre Wärme also Energie durch direkten Kontakt - also Stöße - weitergeben. Umso wärmer ein Objekt ist, umso heftig ist die Teilchenbewegung (ich glaub heisst Braun'sche Molekularbewegung IIRC). Das kann nun das heiße Wasser im Heizkörper sein. Die Wasserteilchen bewegen sich schnell, stoßen an das Eisen des Heizkörpers, dadurch bewegen sich diese Teilchen und die stoßen wieder an die Luft im Raum, dann bewegen sich die Luftteilchen und es wird Wärmer. Und diese ganze Bewegung und Energieabgabe, führt dann dazu, dass die Teilchen Protonen - Energie in Form von EM-Strahlung - aussenden und da wären wir wieder bei der Infrarotstrahlung...

...was letztlich bedeutet: ja Licht und Wärmestrahlung ist das selbe. Ne Glühbirne ist ja nicht ohne Spaß heiß.
Licht, Infrarotstrahlung, Gammestrahlen, Radiowellen, Röntgenstrahlung, usw. ist alles das selbe nur mit unterschiedlicher Frequenz, aber alles ist EM-Strahlung bzw. Photonen.

[MRM]

Hm, schon recht, allerdings bin ich jetzt schon ins Grübeln gekommen, ob tatsächlich alle Wellenlängen für die Solarzelle überhaupt nutzbar sind für die Stromerzeugung und ob die anderen nicht reflektiert werden könnten. Ob man so ein Material findet, das nur die "Nützlichen" Wellenlängen durchläßt und den Rest reflektiert ist dann natürlich noch eine ganz andere Sache ...

[Harmakhis]

Nunja, das ist schon möglich. Das sind dann halt Polarisationsfolien - bei Lasern funktioniert das sogar im Schulunterricht - allerdings ist das ja etwas komplizierter.
Es gibt in diesem Sinne keine "unnützlichen" Wellenlängen oder besser gesagt es gibt keine Wellenlängen die NUR nützlich sind. Natürlich sind Wellenlängen wie die von Infrarot oder Radiowellen für Solarzellen wohl unbrauchbar und werden entweder reflektiert oder absorbiert (das ist mitunter ein Problem, da sich dadurch die Zellen erhitzen), aber selbst die Wellenlängen die die Solarzellen verwenden können erhitzen sie zwangsläufig auch.

Es ist nicht möglich, dass bestimmte Wellenlängen nur "Strom" erzeugen, aber keine Wärme. Strom ist Energie und Energie ist Wärme und Licht bzw. EM-Strahlung transportiert immer Energie, sonst gäb's daraus ja keinen Strom. Nun sind die physikalischen Reaktionen in den Solarzellen, die den Strom erzeugen zwangsläufig auch welche die wohl exotherm ablaufen und dann wird dabei Wärme frei.

Ich glaube nicht, dass dies ein Problem ist, dass man mit genug Entwicklung los wird - man wird es minimieren können, aber es wird immer da sein, da es eine physikalische Zwangsläufigkeit ist.

[MRM]

Es ist nicht möglich, dass bestimmte Wellenlängen nur "Strom" erzeugen, aber keine Wärme. Strom ist Energie und Energie ist Wärme und Licht bzw. EM-Strahlung transportiert immer Energie, sonst gäb's daraus ja keinen Strom. Nun sind die physikalischen Reaktionen in den Solarzellen, die den Strom erzeugen zwangsläufig auch welche die wohl exotherm ablaufen und dann wird dabei Wärme frei.

Ich glaube nicht, dass dies ein Problem ist, dass man mit genug Entwicklung los wird - man wird es minimieren können, aber es wird immer da sein, da es eine physikalische Zwangsläufigkeit ist.

Schon klar

es ging mir auch eher um eine Optimierung, daß man das Wäremproblem nicht vollständig lösen kann ist mir schon klar, aber die "unnützen" EM Wellen müssen der Zelle ja nicht noch zusätzlich einheizen. Und ich denk schon daß das mehr ist als nur ein paar Radio oder Infrarotwellen.

PS: Diese Solarzellen lohnen sich eigentlich nicht wirklich. Bis man die Inverstitionskosten wie gedeckt hat vergehen Jahre. Und ob man gegenüber anderere Energielieferanten ein Ersparnis hat glaube ich net.

Worin besteht für dich ein Problem, wenn sich die Investition erst nach Jahren rechnet ? Das ist eigentlich bei fast jeder Investition so.

Bei Photovoltaik rechnet sich das im günstigen Fall ( Südlage des Daches ) dank der großzügigen Subvention aus dem EEG nach 14 Jahren, bei ungünstigeren Bedingungen nach 17-18 Jahren.( Du bekommst ja fast 50 cent für jede eingespeiste KWh )

Unter dem Gesichtspunkt Energieeinsparung halt ich allerdings die Warmwasserkollektoren für sinnvoller, da man diese Energie besser speichern kann und die Energieausbeute logischerweise auch viel größer ist als bei Photovoltaikzellen.

[Skymarshal]

Worin besteht für dich ein Problem, wenn sich die Investition erst nach Jahren rechnet ? Das ist eigentlich bei fast jeder Investition so.

Bei Photovoltaik rechnet sich das im günstigen Fall ( Südlage des Daches ) dank der großzügigen Subvention aus dem EEG nach 14 Jahren, bei ungünstigeren Bedingungen nach 17-18 Jahren.( Du bekommst ja fast 50 cent für jede eingespeiste KWh )

Unter dem Gesichtspunkt Energieeinsparung halt ich allerdings die Warmwasserkollektoren für sinnvoller, da man diese Energie besser speichern kann und die Energieausbeute logischerweise auch viel größer ist als bei Photovoltaikzellen.

Also ich meinte es auch in den Zusammenhang ob es gegenüber herkömmlichen Energiequellen rentabler ist. Und wie lange diese Subventionen bei den Haushaltslöchern aufrecht erhalten bleiben.

Was sind den Warmwasskollektoren? Bei normalen Zentralheizungen die mit Gas oder Öl heizen wird auch Wasser gespeichert. Wobei die Öl/Gaspreise im Moment steigen. Biowärme soll sich auch rentieren wenn man z.B in der Nähe von Bauernhöfen oder Klärwerken wohnt.

@Harmakhis:Ich glaube kaum das die Wärme von Heizkörpern und Warmwasser etwas mit Elektromagnetismus zu tun hat. Biowärme auch nicht.

[Harmakhis]

@Harmakhis:Ich glaube kaum das die Wärme von Heizkörpern und Warmwasser etwas mit Elektromagnetismus zu tun hat. Biowärme auch nicht.

Tja, da glaubst du falsch. EM ist halt mehr als nur die ominöse Energie in SciFi-Filmen.
EM-Strahlung ist so ziemlich jede wichtige Strahlung- und Energieform die es gibt.
Klar, ich schrieb ja auch, dass in Wasser z.B. die eigentliche Wärme bzw. Energie auf die erhöhte Molekularbewegung zurückzuführen ist. Aber durch die höhere Energie "strahlen" die Wassermolekühle halt auch - irgendwie muss die Wärme ja abgegeben werden. Und das tun sie einerseits halt über die Molekularbewegung, wenn sie an andere Teilchen stoßen und sie tun es durch Infrarotstrahlung - und das EM-Strahlung aka Photonen und damit nichts anderes als Licht oder Radiowellen. Es hat bloß eine andere Wellenlänge.

[Skymarshal]

Aber wo ist da eine elektromagnetische Quelle? Weil die Elektronen so stark schwingen? Dann müsste auch Elektrizität entstehen, aber das wäre gerade in der Badewanne fatal.........

Ich glaube auch das die Wärme eher durch Molekularbewegungen da weitergegeben wird, ähnlich wie Schall. Obwohl das dann auch wieder Wellen wären, aber eben andere. Naja, weiß es nicht genau.

PS: An Sci-Fi Filme habe ich dabei gar nicht gedacht. Ich weiß was Elektromagnetismus ist. Und ich weiß was Realität und SciFi ist. Also bitte nichts unterstellen!

[Harmakhis]

EM-Wellen haben nicht unbedingt etwas mit Elektromagnismus im Sinne von Strom oder so zu tun. Dabei handelt es sich schlichtweg um Photonen bzw. Licht im Volksmund. Und Licht in der Badewanne verpasst dir ja auch keinen Stromschlag.

(Die folgende Erklärung erhebt keinen Anspruch auf Richtigkeit)
Die Photonen entstehen dadurch, dass in den Moleküle bzw. Atome durch die höhere Energie die sie haben, die Elektronen ihre Bahnen wechseln. Sie wechseln dabei auf höhere Schalen und fallen anschließend wieder zurück. Dabei wird die Energie - die je nach Schale der Atomhülle ja unterschiedlich ist - also die Differenz zwischen den Schalen als Photon abgegeben. So strahlen die Atome dann über Infrarotstrahlung Energie ab. Das ist das Zeugs weshalb man in Nachtsichtgeräten Badewannen und Heizkörper so schön sehen kann.
Und Infrarotstrahlung ist identisch mit Licht, Radiowellen, Gammastrahlung und UV-Licht. Es ist eine Strom von Photonen bzw. eine EM-Welle. Diese unterschiedlichen Dinge unterscheiden sich nur durch die Frequenz bzw. Wellenlänge der EM-Wellen.

Und deswegen kann man da auch nicht einfach was rausfiltern bzw. wenn dann muss man es reflektieren, da sonst die Energie der Photonen zwar nicht an die Solarzellen abgegeben wird, sondern nur vom Filter aufgenommen würd und so doch wieder alles erhitzt.

Hier http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmetransport steht es , dass EM-Wellen die 3. Art der Wärmeübertragung sind.

[Skymarshal]

Ok, danke für den Link:

Meist wirken bei realen Systemen mehrere Übertragungsarten zusammen. Innerhalb von Festkörpern findet nur Wärmeleitung statt, in Flüssigkeiten und Gasen Konvektion, die teilweise auch Wärmeleitung beinhaltet. Wärmestrahlung findet vorzugsweise zwischen Oberflächen, auch im Vakuum, statt, wobei reale Gase nur gering strahlungsempfindlich sind.

Also bei Heizkörpern dürften alle 3 Wärmeübertragungsformen stattfinden.

Infratwellen kenne ich. Sie sind mit bloßen Auge nicht sichtbar. Demnach kein sichtbares Licht. Nur mit Hilfsmitteln.

Man kann eigentlich von jeden Körper und Organismus ein Wärmebild machen. Es ging mir nur um das sichtbare Licht!

Und wenn du sagst man müßte bestimmte Wellenbereiche reflektieren dann muß man aber besten auch einen Filter benutzen. Wie du mit dieser Folie gesagt hast. Das nur Photonen vom sichtbaren Licht durchkommen und die Wärmestrahlung reflektiert wird.

[MRM]

Also ich meinte es auch in den Zusammenhang ob es gegenüber herkömmlichen Energiequellen rentabler ist. Und wie lange diese Subventionen bei den Haushaltslöchern aufrecht erhalten bleiben.

Nun ja, die Subventionen sind im EEG für die nächsten 20 Jahre festgeschrieben und die hängen auch nicht von irgendwelchen Hauhaltslöchern ab, da sie quasi über den Strompreis den alle zahlen aufgebracht werden ...

Was sind den Warmwasskollektoren? Bei normalen Zentralheizungen die mit Gas oder Öl heizen wird auch Wasser gespeichert. Wobei die Öl/Gaspreise im Moment steigen. Biowärme soll sich auch rentieren wenn man z.B in der Nähe von Bauernhöfen oder Klärwerken wohnt.

Sorry, da hab ich mich mal wieder mißverständlich ausgedrückt ...

Ich meinte eigentlich nur, daß ich die Warmwasserkollektoren für Sinnvoller als die Photovoltaikmodule halte, weil man eben das warme Wasser viel besser spreichern kann als den Strom. Das warme Wasser der kollektoren kannst du eben auch nachts verwenden, wenns duster ist, den strom aus den Photovoltaikzellen nicht. Speichermöglichkeiten für Strom sind halt noch nicht befriedigend. Zudem glaub ich nicht so recht, daß durch die Photovoltaikzellen tatsächlich CO2 eingespart wird, weil dazu müßten ja die Großkraftwerke der Stromversorgen entsprechend herunterfahren, und die sind nicht so flexibel als das sie auf sporadisch eingespeisten Strom einiger Solarzellen reagieren können. Beim Warmwasser siehts besser aus, hier wird tatsächlich weniger Erdgas/Heizöl verbraucht. Trotzdem werden die Photovoltaikzellen von der Politik stärker gefördert als die Warmwasserkollektoren, und das kann ich halt nicht so ganz nachvollziehen ....

Und was die Energiepreise angeht, wenn dieser Campell ( immerhin Geologe aus der Ölbranche ) recht hat, und der "Peakoil" ( Globales Produktionsmaximum des Öls ) noch in dieser Dekade erreicht wird, dann rechnet sich das recht schnell ... [/QUOTE]

[eastman]

Dichroitische Filter

Hey Leute, habt Ihr Euch mal gedanken darüber gemacht, warum die Kleinen Solarzellen von automatischen Gartenwegbeleuchtungen u.ä. dunkelblau, die großen auf denm Dach aber rot schillernd aussehen?
Die Hersteller großer Solarpanels haben längt erkannt, daß sich mit Infrarotstrahlung solarzellentechnisch so recht nichts anfangen lässt. Auf die Deckgläser werden daher sogenannt dichroitische Filter aufgebracht, das sind hauchdünne schichten, die genau auf diue Wellenlänge des auszufilternden Lichts abgestimmt sind. Die gleiche Beschichtung findet man auch auf Fernglaslinsen, damit man beim irttümlichen anvisieren der Sonne sich nicht gleich einen Graben in die Netzhaut brennt. Schaut man durch so ein Fernglas sieht alles etwas bläulich aus.

Aber es gibt ein ganz anderes Problem mit den Solarzellen: Die Herstellung ist (noch) sehr Energiehungrig. Man braucht viel Energie, um aus Sand reines Silizium zu reduzieren. Man brauch viel Energie, um daraus dicke Kristalle zu züchten. Auch braucht man viel Energie um den Kristall in Scheiben zu schneiden, die Scheiben zu polieren, die Rückseite galvanich zu Metallisieren, die Sperrschicht zu erzeugen und auch für die Herstellung von Deckgläsern, Vergußmassen usw. Damit Solarzellen überhaupt bezahlbar sind, bekommen die Hersteller Strom und Brennstoffe zu Preisen, von denen wir nur träumen können. Und dann halten Solarzellen auch nicht ewig.
Zur Zeit kommt aus einer Solarzelle nicht allzuviel mehr an Strom heraus, als man bei der Herstellung einst hineingestopft hat.

Recyclingverfahren, die es ermöglichen, die mit extrem hohem Energieeinsatz erzeugten Silizium-Wafer größtenteils zurückzugewinnen und dann mit einer erneuerten Sperrschicht wieder wie neue Solarzellen einzusetzen verbessern allerdings diese Situation

Die einzige zur Zeit vom Gesamtwirkungsgrad sinnvolle Solar-Stromgewinnung(incl eingesetzte Energie für die Herstellung der Anlagenteile) ist ein Solar-Thermisches Kraftwerk mit Verdampferrohren in rinnenförmigen Spiegeln und konventionellen Dampfturbilen-Kraftwerksblöcken

[Skymarshal]

@Eastman: Bist du Physiker oder Ingeneur?

Eben im anderen Thread mit den Diamanten hat mich deine Theorie mit den Silizium Kristallen beeindruckt. Und hier hast scheinbar auch gutes Fachwissen.

Ich kann das aber nur aus meiner Sicht als Laie so sagen!

Deine Sprüche sind auch korrekt - "Graben in die Netzhaut brennen" !


PS: Die Geschichte mit der Zeitreise und Inzest nicht wirklich.........

[eastman]

@Eastman: Bist du Physiker oder Ingeneur?

letzteres (Maschinenbau) aber E-Technik/Elektronik is schon lange Hobby