Strom aus Licht - Institut für naturwissenschaftliche Grundlagen

Kapitel 4: Solarzellen 39
Aufgabe 4.3
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In ihrem Ferienhaus möchten Sie einen Kühlschrank, der eine Leistung
von 150 W aufnimmt, durch eine Solarzellenanlage betreiben können.
a) Wie viele von den oben angegebenen Solargeneratoren müssten Sie
kaufen, damit Sie auch noch bei einer Einstrahlung von 600 W/m 2 den
Kühlschrank direkt betreiben könnten?
b) Kommentieren Sie Ihr Ergebnis von a) auch aus finanzieller Sicht!
Das Ergebnis der Aufgabe 4.3 stimmt Sie möglicherweise pessimistisch. In der Tat ist es
wichtig, das Hauptproblem bei jeder Form von Sonnenenergie-Nutzung deutlich zu sehen: Die
Sonnenenergie kommt bei uns sehr verdünnt an! Und doch ist es unumgänglich, langfristig auf
Solarenergie umzustellen. Allerdings ist im Moment die Umstellung noch (zu?) teuer. Einfacher
und billiger ist im Moment die Nutzung der Sonnenenergie in Flachkollektoren für die
Erzeugung von Warmwasser. Dazu die folgende Aufgabe:
Aufgabe 4.4
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Für ein Einfamilienhaus kostet heute eine Anlage zur solaren Erzeugung
von Warmwasser etwa 15'000 Franken. Unter günstigen Bedingungen,
d.h. bei genügend grossem Warmwasserspeicher, kann damit im Durchschnitt
jeden Tag 200 Liter Wasser von 10 °C auf 60 °C aufgewärmt
werden. Wir nehmen an, diese Anlage funktioniere 20 Jahre lang.
Vergleichen Sie die Kosten des mit Sonnenenergie beheizten Wassers mit
den Kosten, die sich bei elektrischer Erwärmung ergeben. Der Preis für die
Elektrizität beträgt 20 Rp pro kWh.
4.4 Alphütte: Solaranlage im Inselbetrieb
Unter gewissen Umständen ist die Photovoltaik heute nicht nur technisch, sondern auch
finanziell interessant: wenn elektrische Verbraucher unabhängig oder weitab vom öffentlichen
Elektrizitätsnetz betrieben werden sollen.
• Historisch von Bedeutung ist die Versorgung von Nachrichtensatelliten ab 1960. Im
Weltall draussen spielten die Kosten keine Rolle. Und Alternativen mit chemischer oder mit
Kernenergie hatten ebenfalls Nachteile. So hat die Raumfahrt wesentlich zur Verbesserung von
Wirkungsgrad und Langzeitstabilität der Solarzellen beigetragen.
• Mobile Verbraucher wie Taschenrechner, Wohnwagen und -boote bieten eine im Verhältnis
zum Verbrauch ausreichende Oberfläche für die Montage der Solarzellen. Bei ihnen sind
immer häufiger photovoltaische Anlagen anzutreffen. Die heutigen Generationen von Funktelephonen
und Elektroautos verlangen jedoch immer noch viel zu grosse Leistungen.
• Mancherorts ist die Stromversorgung immer noch weitmaschig. Telephonstationen in
Berghütten, Notrufsäulen an Autobahnen, kleinere Radio- und TV-Sender: sie alle werden heute
bereits kostengünstig mit Solarelektrizität versorgt.
ETH-Leitprogramm Physik
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