Solarenergie

[Enas Yorl]

Stromerzeugung bald aus Mondlicht?

Der praktische Nutzen, dürfte sich auf einige Inselanwendungen beschränken. Durch das Verhältnis von Energieausbeute und Aufwand würdest du hier wohl eher ein Modellauto aufladen.

Habe dies noch nicht selbst Erlebt klingt aber mal sehr interssant. Weist du ob es Reichen würde Dünnschichmodule betreiben zu können?

Das kann man so pauschal nicht sagen. Ab welcher Schwelle das Licht Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband anregt, hängt von Größe der Bandlücke der jeweiligen Solarzelle ab. Solarzellen sind üblicherweise auf das Sonnenlicht hin optimiert, und nicht auf Dämmerlicht.

[irony]

Solarzellen sind üblicherweise auf das Sonnenlicht hin optimiert, und nicht auf Dämmerlicht.

Mehr oder weniger hat das Mondlicht dieselbe spektrale Verteilung wie das Sonnenlicht. Da dürfte sich, sofern der Mond am Himmel an derselbe Stelle steht wie sonst die Sonne, nicht viel ändern, abgesehen davon dass die Intensität geringer ist.

Ganz interessant ist in diesem Artikel http://en.wikipedia.org/wiki/Moonlight

das Bild http://en.wikipedia.org/wiki/File:20...-moonlight.jpg

aufgenommen bei Mondlicht und extrem langer Belichtungsdauer.

[Enas Yorl]

Mehr oder weniger hat das Mondlicht dieselbe spektrale Verteilung wie das Sonnenlicht. Da dürfte sich, sofern der Mond am Himmel an derselbe Stelle steht wie sonst die Sonne, nicht viel ändern, abgesehen davon dass die Intensität geringer ist.

Die Mindestenergie die Photonen aufweisen müssen um Elektron-Loch-Paare zu erzeugen, ist abhängig von der jeweiligen Bandlücke der Solarzelle. Bei Solarzellen hat man hier bei der Dimensionierung hauptsächlich die Spitzenlast (Mittags) im Sinn, bezogen auf den Wirkungsgrad und Lebenserwartung. Da spielt eine niedrige Schwelle bei Dämmerlicht keine Rolle. Das ist eher etwas für sensorische Anwendungen.

[irony]

Die Mindestenergie die Photonen aufweisen müssen um Elektron-Loch-Paare zu erzeugen, ist abhängig von der jeweiligen Bandlücke der Solarzelle. Bei Solarzellen hat man hier bei der Dimensionierung hauptsächlich die Spitzenlast (Mittags) im Sinn, bezogen auf den Wirkungsgrad und Lebenserwartung.

Ich verstehe noch nicht so richtig, ob wir dasselbe meinen, aber trotzdem aneinander vorbeireden. Das mit der Bandlücke im Halbleiter ist klar, aber das macht zwischen Sonnenlicht und Mondlicht keinen Unterschied, da Mondlicht reflektiertes Sonnenlicht ist.

Das Licht dürfte einen Wellenlängenbereich von 100-1000 nm abdecken. 1000 nm (Infrarot) entsprechen 1.24 Elektronenvolt, wobei das umgekehrt proportional ist: 500 nm (grünes Licht) entspricht 2.48 eV. Silicium hat bei 300 K eine Bandlücke von 1.12 eV, das heißt Licht mit einer Wellenlänge kleiner als 1000 nm sollte ausreichen, insbesondere also alles sichtbare Mondlicht reicht aus.

Jede Solarzelle, die mit Sonnenlicht funktioniert, funktioniert auch mit Mondlicht, liefert aber eben nur sehr viel weniger Energie, da die Anzahl der Photonen sehr viel geringer ist. Wenn wir nur Mondlicht hätten, würde sich der energetische Aufwand, Solarzellen herzustellen, nicht lohnen.

Wenn auf einem großen Dach ganz normale Solarzellen angebracht sind, und der Mond steht günstig, sollten auch durch Mondlichtphotonen Ladungen getrennt und Strom in messbarer Menge "produziert" werden.

[Spocky]

aufgenommen bei Mondlicht und extrem langer Belichtungsdauer.

Das waren "nur" 50 Minuten. Da hab ich schon längere Belichtungszeiten in der Nacht gesehen, die dunkler waren.

Interessant wäre dazu noch die Mondphase zu wissen bzw. den Breitengrad relativ zum Mond.

[RTW112]

Ihr habt ja Recht, aber sag es mal so wie war das damals mit den ersten Photovotaikmodulen oder andre Technologie, alles wird immer Schneller, günstiger und Leistungsfähig.

[irony]

Vor etwas mehr als zwei Jahren habe ich dazu hier im Thread mal einen Beitrag geschrieben [#77] http://www.scifi-forum.de/off-topic/...ml#post2382993

Diese Idee ist also relativ alt. Smart highway - Wikipedia, the free encyclopedia

Wieder zwei Jahre später: Solarradweg in den Niederlanden - Solarzellen unter den Reifen - SPIEGEL ONLINE

Der Radweg ist 100 Meter lang, kostet drei Millionen Euro und produziert Strom für drei Haushalte. Der Radweg hätte natürlich auch ohne Solartechnik etwas gekostet, aber wie viel, steht da nicht. Immerhin hat jemand mal einen Anfang gemacht, und vielleicht zahlt sich die Investition irgendwann aus.

[Schatten7]

Radweg vergleichbarer länge (heruntergerechnet von knapp 2km) kostete unsere Stadt ca. 11000 Euro.....tolles geschäft.....
Asphalt, für Fussgänger und Radfahrer, ca. 2,20 meter breite.
Das zahlt sich nie aus..bevor es auch nur in die nähe kommt wird garantiert irgendetwas kaputtgehen, repariert werden müssen und so die amortisation sich immer weiter hinausschieben.
Wenn es der nächste Winter nicht erledigt, entweder durch Eis/Kälte oder Streusalz.
Ist ähnlich wie mit Solaranlagen auf den Dächern, oft, sehr oft sogar, gehen sie Kaputt bevor sie ihre kosten reinbringen und dann schiebt sich alles nach hinten.

[Spocky]

Radweg vergleichbarer länge (heruntergerechnet von knapp 2km) kostete unsere Stadt ca. 11000 Euro.....tolles geschäft.....
Asphalt, für Fussgänger und Radfahrer, ca. 2,20 meter breite.

Das kannst du so pauschal überhaupt nicht sagen. Das fängt schonmal damit an, dass das Runterrechnen völlig unsinnig ist, da es Positionen gibt, wie die Baustelleneinrichtung und die -auflösung, die Pauschalen darstellen, die komplett unabhängig sind von der Länge. Da gehören Dinge rein, wie welche Art von Maschinen und welches Handwerkszeug müssen vorgehalten werden. Da ist es wurscht, ob du 100 m baust oder 2 km, du brauchst keine zusätzlichen Maschinen. Das was an Zeitaufwand dazu kommt, das steckt in anderen Positionen drin. Wenn du sowas wie Wasserhaltung drin hast und es regnet die ganze Zeit nicht, dann noch nicht mal das.

Der nächste Punkt ist dann, welchen Aufwand muss man betreiben um das ganze überhaupt tragfähig zu machen. Den weißen Flecken neben der Strecke und dem helleren Boden unter der Trasse nach zu deuten, wurde eine Bodenverbesserung durchgeführt und zwar mit ordentlich Bindemittel. Wenn der Posten bei eurem Radweg nicht dabei war - und davon gehe ich bei dem Preis aus, da alleine die BE für die Fräse schon mal im Bereich deines 100-m-Preises liegen KANN - dann werden das schon ganz andere Verhältnisse.

Der wichtigste Punkt ist aber, dass das Projekt in den Niederlanden durchgeführt wurde mit einer völlig anderen Ausschreibungspraxis. Während in Deutschland der billigste Anbieter fast schon zwingend genommen werden muss (wenn nichts anderes dagegen spricht), muss dort derjenige genommen werden, der am nähesten am Erwartungshorizont dran liegt. Damit wird zum einen Pfusch eingedämmt und zum anderen die hierzulande schon ausufernde Nachtragspraxis vermieden, weil die Baufirmen ohne Gewinn spekulieren und dann hoffen, über die Hintertür an zusätzliches Geld zu kommen. Das ist einer der Hauptgründe, weshalb bei uns eigentlich fast alles teurer gebaut wird als es ursprünglich angegeben war.

Und natürlich ist das ganze am Anfang auch erstmal teurer, weil der Hersteller noch die Entwicklungskosten rausholen muss, das ergibt sich mit de Zeit auch noch von alleine.

[Redphone]

Wie gut ist denn die Griffigkeit der Oberfläche? Verwandelt sich das Ding bei Regen in eine Rutschbahn?

[Hades]

Solar-Radweg in Holland: Dieser Radweg produziert Strom - Wirtschaft | STERN.DE

Sieht einigermaßen griffig aus

[Spocky]

Solar-Radweg in Holland: Dieser Radweg produziert Strom - Wirtschaft | STERN.DE

Sieht einigermaßen griffig aus

Das trifft auf das Schlackepflaseter, das vielerorts im Osten eingebaut ist auch zu, aber wehe, wenn das Zeug nass wird

Nein, rein nach Optik kann man da natürlich nicht gehen.

[Hades]

Das trifft auf das Schlackepflaseter, das vielerorts im Osten eingebaut ist auch zu, aber wehe, wenn das Zeug nass wird

Nein, rein nach Optik kann man da natürlich nicht gehen.

(ich wollt nur irgendwas zu dem Link schreiben den ich vorhin gesehen hab auf Facebook)

[Traumdoyle]

Odin zum Gruße, und frohes 2015!
Meine Frage bezieht sich einzig und allein auf Photovoltaik. Falls jemandem der Unterschied zu Solarenergie gerade nicht geläufig ist: Solarzellen machen warmes Wasser (oder was auch immer man gewärmt haben möchte), Photovoltaikzellen erzeugen Strom. Genaugenommen Gleichstrom (Photovoltaikanlage: Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom).

Also jetzt die Frage. Die Frage ist wirklich simpel, und zwar SO simpel, dass man stundenlang danach googeln kann, ohne auch nur einen Anhaltspunkt zu einer Antwort zu finden. Größtenteils weil auf sogenannten "Informationsseiten" fixe Zahlen verwendet werden, die mir in etwa so viel bringen:
Nun endlich die Frage: was ist die maximale (also wirklich die maximale) Stromerzeugung einer Photovoltaikzelle pro m² ?
Wer jetzt sagt: "Ja das hängt von der Effizienz ab." hat die Frage ganz einfach nicht verstanden. Das kann man ja ganz simpel mathematisch beweisen. Sogar ich
Bestrahlung 100 Watt pro Quadratmeter, 10 % Effizienz: 10 Watt Leistung.
Bestrahlung 1000 Watt pro Quadratmeter, 10 % Effizienz: 100 Watt. Hui, also ist das "Maximum" jetzt plötzlich um 900 % gestiegen.
Soll so viel heißen wie: wenn von der Sonne jetzt plötzlich statt 1400 Watt pro m² (in Erdnähe) sagen wir 2800 Watt pro m² auf der Zelle ankommen würden. Z.B. in dem man näher an den Stern ranfliegt, oder einen großen Stern anfliegt. So am besten gleich UY Scuti lol.
Was wäre dann? Hat die Zelle ein Maximum an irgendwie möglicher Leistung?
Des Weiteren ist mir natürlich klar, dass die X Watt, die auf die Zelle treffen, auch nicht so hoch sein dürfen, dass die Zelle schmilzt.
Eine noch erweiterte Formulierung der Frage wäre das hier: hat die (zumindest derzeitige) Technik der Photovoltaikzellen ein technisches Maximum an Output, das auch durch Erhöhung der Einstrahlung oder durch Erhöhung der Effizienz (in %) nicht verändert werden kann? Weil nicht mehr Strom durch dat olle Teil fließen kann, oder warum auch immer. (Der Preis respektive die Wirtschaftlichkeit dieser potenziellen Anlage ist hier irrelevant. Geht erst mal nur um Theorie.)
Danke fürs Lesen, und morgen ein fröhliches Perihelion

[Hades]

Solarzellen machen warmes Wasser (oder was auch immer man gewärmt haben möchte), Photovoltaikzellen erzeugen Strom. Genaugenommen Gleichstrom

Jain, Solarzellen nennt man soweit ich weiß das nicht was "warmes Wasser" macht, das funktioniert mit Spiegeln die das Licht Bündeln und dann Wasser, manchmal auch andere Medien erwärmen. Das nennt man dann Solarthermie bzw. Photothermik

Nun endlich die Frage: was ist die maximale (also wirklich die maximale) Stromerzeugung einer Photovoltaikzelle pro m² ?
Wer jetzt sagt: "Ja das hängt von der Effizienz ab." hat die Frage ganz einfach nicht verstanden. Das kann man ja ganz simpel mathematisch beweisen. Sogar ich
Bestrahlung 100 Watt pro Quadratmeter, 10 % Effizienz: 10 Watt Leistung.
Bestrahlung 1000 Watt pro Quadratmeter, 10 % Effizienz: 100 Watt. Hui, also ist das "Maximum" jetzt plötzlich um 900 % gestiegen.

Damit hast du deine Frage mehr oder wenig schon selbst beantwortet. Und auch wieder nicht. Ohne Effizienz geht's nicht. Denn selbst wenn wir jetzt die Sonnenstrahlung in ihrer vollen Leuchtkraft in Watt pro Fläche nehmen verliert die beste Photozelle trotzdem etwas. Wobei am ehsten die Frage sein wird wann die Zelle einfach schmelzen wird weil es zu heiß ist. Also ist die Frage nicht so einfach wie du dir die Sache denkst. Was wir bräuchten wären dann nämlich trotzdem:

- Wirkungsgrad
- Fläche der Zelle
- Leuchtkraft (abhängig vom Abstand zu Sonne)
- (Temperaturmaximum des Materials)

So hätte z.B. die Selbe Solarzelle auf/um die Venus die doppelte Leistung wie auf/um die Erde.

EDIT:

Für Solarzellen ergibt sich aus den genutzten Materialien eine physikalische Begrenzung des maximal erzielbaren Wirkungsgrades. Dies gilt für alle Energiewandler. Bei einer Solarzelle wird er durch die Bandlücke des verwendeten Werkstoffs begrenzt, da nicht alle Photonen absorbiert werden. Bei einem Halbleiter, der über eine feste Bandlücke verfügt, liegt daher der theoretisch maximale Wirkungsgrad bei circa 33 %. Es werden aber zunehmend auch Multibandsysteme, wie sie in Tandemzellen umgesetzt werden, untersucht. Theoretisch könnte hier der Wirkungsgrad auf über 80 % gesteigert werden.

Also würdest du bei durchschnitts-deutschen Bedingungen mit einer realistischen Anlage auf 300 Watt pro m² kommen. Also rechne es dir auf eine Zelle deiner Wunschgröße herunter.