Vorwort

Am Anfang dieser Ausarbeitung haben wir uns Gedanken über die Funktionsweise und die Energieausbeute einer Solarzelle gemacht. Dabei stießen wir auf einige Probleme, auf welche wir Lösungen suchten. Das erste Problem war die Ausrichtung der Solarzelle. Da die Sonne nicht den ganzen Tag am gleichen Platz steht, hat man nicht immer den gleichen Einstrahlwinkel. Eine fest installierte Solarzelle wird normalerweise nach Süden ausgerichtet und hat eine Neigung von 30°, das bedeutet, dass sie am Morgen und am Abend nicht mit einem 90° Winkel in der Sonne steht. Aus diesem Grund kann nicht die Maximalleistung erzielt werden. Kleine Abweichungen verursachen allerdings nur geringe Ausbeuteeinbusen.

Da Solarzellen sehr teuer in der Herstellung und deshalb auch teuer im Einkauf sind, sollten sie so effektiv wie möglich eingesetzt werden. Aus diesem Grund kamen wir auf die Idee einer sich selbst an der Zeit oder an der Sonne ausrichtenden Solarzelle. Unserer Meinung nach ist das auch die sinnvollste Lösung für die Nutzung der Solarzellen.

Technisch ist es möglich, die Solarzelle genau der Sonne nachzuführen, doch haben wir leider keinen Einfluss auf das Wetter. Zwar haben wir immer ein Diffuslicht, dies bringt aber im Vergleich zur Direkteinstrahlung maximal die Hälfte der Energie.

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Funktionsweise einer

Solarzelle

Eine Solarzelle ist eine regenerative Energiequelle, die durch die Wärme und das Licht der Sonne Strom oder Warmwasser erzeugt. Man unterscheidet zwischen Photovoltaik zur Stromerzeugung und Sonnenkollektoren zur Wärmegewinnung.

Eine Photovoltaiksolarzelle besteht aus zwei Halbleiterkristallschichten. Eine ist n- dotiert (negativ geladen), die andere p-dotiert (positiv geladen). Dazwischen liegt eine Trennschicht. An einem Übergangspunkt bildet sich ein inneres elektrisches Feld, das bei Lichteinfall zu einer Ladungstrennung führt. Über Kontakte kann elektrische Spannung abgenommen werden. Wird ein Verbraucher angeschlossen, ist der äußere Kreislauf geschlossen, es fließt Gleichstrom.

Wenn man diesen Strom ins Netz einspeisen will, muss man ihn in einem Wechselrichter zu Wechselstrom umwandeln.

Sonneneinstrahlung in

Deutschland

Die Sonneneinstrahlung ist in Deutschland regional sehr unterschiedlich. Die nachfolgenden Werte sind daher nur Durchschnittswerte als Orientierungshilfe.

Die angegebenen Daten zweigen zwar die Einstrahlungswerte der Sonne in Deutschland, jedoch können nur ca. 10% davon in Strom umgewandelt werden.

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