Prof. Dr. Gießler
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Prof. Dr. Gießler
Eine unerschöpfliche Energiequelle,unsere
Hochschule Harz, Fachbereich Automatisierung und Informatik
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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. KelvinLeistung durch Kernfusion: 3,9 * 1023 KiloWatt
Masseverlust je Tag durch Kernfusion: 370 Mrd. Tonnen
?
Wer kannsich darunterschon etwasvorstellen?
Doch bei einer Gesamtmasse von 2 * 1027 (Mrd Mrd Mrd) Tonnenreicht die Energie noch für mehrere Millionen Jahre
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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.
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Nutzung der Solarenergie
SekundärenergiePrimärenergie
Unmittelbare Nutzung
Indirekte Nutzung
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PhotothermiePhotokollektorenWarmwasserbereitung
Photovoltaikdirekte Umwandlung von solarerEnergie in Elektroenergie
Windenergie
Wind als sonnenbedingterKlimafaktor
Verbrennungswärme
Verbrennung vonfossilen und nachwachsendenRohstoffen
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Gegenstand der weiteren Betrachtungen
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Aufbau und Betrieb einer Photovaltaik-Anlage
+ -Solarmodul
Laderegler
Wechselrichter
AkkumulatorWechselstrom-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)
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Schaltungsaufbau der modularen, mobilen Anlage im Labordes Fachbereichs Automatisierung und Informatik der Hochschule Harz
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VV
V
A
A
A
ISol
IBatt
IWRin IWRout
UWRoutUSol UWRin
24 V 230 Vca. 60 W
Solar-Modulca. 0,5 m²
Akkumulator
Lade-Regler
Wechsel-richter
Wechsel-spannungs-verbraucher
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Tagesgänge der elektrischen Solar-Leistung
Eingestrahlte elektrische Leistung am
(1.) 21. Juni ohne Nachführung der Module
(2.) 21. Juni mit Nachführung
(3.) 20. Dezemberohne Nachführung
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