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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

A

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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