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Strom - Solarzellen in Brasilien

Wissenswertes » Stromversorgung » Strom - Solarzellen in Brasilien

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Stern  Kostenlos Strom erzeugen

 

Kostenlos selbst Strom zu erzeugen ist keine neue Idee. Jedes Auto hat eine Lichtmaschine, die Strom produziert und eine Autobatterie wieder aufladen kann. An vielen Fahrrädern sind Dynamos montiert, die durch eine Drehbewegung Strom für die Fahrradbeleuchtung  erzeugen.  Ob die Drehbewegung nun durch einen Motor, durch die Verbrennung von Gas oder Kohle, durch Wasserkraft, durch den Wind oder durch Muskelkraft erzeugt wird ist dabei nicht wichtig. Jede Turbine und jeder Generator eines Elektrizitätskraftwerkes funktioniert nach diesem Prinzip. Aus einer Drehbewegung wird mit Hilfe einer Spule und einem Magnetfeld Strom erzeugt. Mir kommt da gerade eine Idee. Viele Leute geben Geld aus für das  Fitness-Studio. Leute, kommt zu mir. Man darf sich kostenlos fit halten. Mein Heimtrainer speichert den Strom des Dynamos vom Heimtrainer direkt in einer Solarbatterie. Trainieren ist kostenlos und ich erhalte dafür kostenlosen Strom. Mein Fitness-Kraftwerk scheint eine tolle Idee zu sein, aber es will vermutlich nicht jeder Mensch mit Muskelkraft Strom erzeugen. Da werde ich mir wohl oder übel doch ein paar Solarzellen kaufen müssen.

 

Stern  Welche Arten von Solarzellen gibt es?

 

Polykristalline Solarzellen sind preiswert. Allerdings richten sich die Kristalle unterschiedlich aus. Dadurch entstehen Verluste. Der Wirkungsgrad polykristalliner Solarzellen ist vergleichsweise gering.

Monokristalline Solarzellen werden genau wie die Polykristalline Solarzellen aus dem Halbleiter Silicium hergestellt. Durch ein komplizierteres Herstellungsverfahren richten sich die Kristalle gleich aus. Der Wirkungsgrad der monokristallinen Solarzellen ist deshalb höher. Monokristalline Solarzellen sind vergleichsweise teuer und erfordern mehr Energie bei der Herstellung.

Bei Dünnschichtzellen oder Dünnschicht Solarzellen wird ein Trägermaterial mit dem Halbleiter beschichtet. Es wird sehr wenig Rohstoff benötigt. Die Produktion ist günstig. Der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen ist gering. Die günstige Herstellung und das geringe Gewicht ermöglichen aber neue Anwendungsbereiche der Solarenergie. Dünnschichtzellen produzieren auch bei diffuser Strahlung Strom, im Gegensatz zu den kristallinen Solarzellen. Wer viel Platz hat oder nur wenig Gewicht benötigt, wird Dünnschichtzellen  bevorzugen.

Konzentratorsolarzellen sind hochwertige, monokristalline Solarzellen bei denen zusätzliches Sonnenlicht durch Linsen gebündelt wird. Dadurch gelangt mehr Licht auf die Solarzellen und es können Wirkungsgrade bis zu 40% erzielt werden. Konzentratorsolarzellen werden oft in der Weltraumtechnik für Satelliten eingesetzt, sind aber für irdische Zwecke zu teuer in der Anschaffung.

Kohlenstoff-basierte organische Solarzellen mit dotierten Transportschichten sind das neueste am Markt. Dabei handelt es sich um sehr leichte Folien, die auf fast jedem Trägermaterial Strom produzieren. So ist es beispielsweise möglich transparente Folien in Glasschichten einzubringen. Man erhält auf diese Weise eine getönte Fensterscheibe, die Strom produziert. Diese Art der Stromproduktion erreicht einen Wirkungsgrad von etwa 9%. Die Folien produzieren aber auch noch in der Dämmerung Strom, zu Tageszeiten an denen die kristallinen Solarzellen schon lange ihre Dienste eingestellt haben. Anwendungsgebiete sind Autodächer, Bootsdächer und Hausfassaden, die auf diese Weise Strom produzieren können. Als direkte Konkurrenz zu kristallinen Solarzellen sind sie wegen ihres noch geringen Wirkungsgrades nicht zu sehen.

Fazit: Monokristalline Solarzellen produzieren bei gleicher Fläche den meisten Strom, sind aber relativ teuer bei der Anschaffung. Polykristalline Solarzellen sind preisgünstiger. Organische Solarzellen sind für innovative Anwendungsgebiete ebenfalls interessant.

Geheimtipp: Wer nur eine Reihe Solarzellen anbringen will, der kann durch einfache Spiegel mehr Licht auf die Solarzellen lenken. Die Stromausbeute kann sich dadurch um bis zu 200% steigern. Der Spiegel muss im richtigen Winkel angebracht werden aber genau wie die Solarzellen auch gegen Hagelschlag geschützt werden.

 

 

YouTube Video - Imagefilm Heliatek / RECKLI

 

Stern  Solarzellen in Brasilien

 

In Brasilien kann man mit handelsüblichen Solarzellen auf Flachdächern durchschnittlich etwa 1.500 bis 2.400 kWh/m² Strom im Jahr produzieren, in Deutschland ist die Ausbeute im Sommer auf Dächern, die nach Süden geneigt sind nur etwa 1000 kWh/m². Wir benötigen also für die entsprechende Menge Strom etwa ein Drittel weniger Solarzellen als in Deutschland. Das ist auch gut so, denn Solarzellen sind in Brasilien wesentlich teurer als in Deutschland. Lassen Sie auch in Brasilien ihre Solarzellen vom Fachmann anbringen. Es darf nur für Brasilien zertifizierte Solartechnik zum Einsatz kommen. Bastellösungen können im Einzelfall verboten sein und werden bestraft, falls diese entdeckt werden.

 

Stern  Wie viele Solarzellen benötigt man?

 

Eine Familie mit vier Personen verbraucht pro Jahr etwa 4000 kWh Strom. 10 Quadratmeter Solarzellen produzieren etwa 1000 Watt Strom bei einem Wirkungsgrad von etwa 10 - 18%. 40 Quadratmeter Solarzellen erzeugen 4 Kilowatt Strom und decken damit den Strombedarf zu 100%.Genauere Berechnungen sind mit der Angabe "Kilowatt peak" auch "Nennleistung" genannt, möglich. Dieser Wert zeigt die Leistung der Solarzelle bei standardisierten Testbedingungen. Diese Werte werden unter realen Bedingungen nicht erreicht und können sowohl unter- als auch überschritten werden. Die Angabe "Kilowatt peak" kann genutzt werden um unterschiedliche Solarzellen zu vergleichen. Man kann so festzustellen, ob die angebotenen Solarzellen preisgünstig sind oder nicht. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle sagt aus wieviel Leistung aus der tatsächlich eingestrahlten Sonnenenergie in Strom umgewandelt wird. Heutige handelsübliche Solarzellen haben je nach Art Wirkungsgrade bis zu 21%.

 

Wirkungsgrad

monokristalline Solarzellen

- 18% bis 21%

polykristalline Solarzellen

- 13% bis 16%

Dünnschichtsolarzellen (CIS)

- 10% bis 12%

 

Stern  Einige Fakten über Solaranlagen

 

Je höher die Umgebungstemperaturen sind, desto niedriger wird die Stromproduktion sein. Deshalb ist eine gute Luftzirkulation auch unter den Solarzellen nötig. Bei der Sonneneinstrahlung verhält es sich umgekehrt. Je mehr Sonne auftrifft, desto höher ist die Stromproduktion der Solarzellen. Die wirkliche Leistung einer Solaranlage ist abhängig vom Aufstellungsort und vom Breitengrad. Die durchschnittliche Sonneneinstrahlung im Jahr kann mit diesen Werten berechnet werden. Die Ausrichtung des Daches als auch der Neigungswinkel der Solarmodule verändern die Leistung der Module. Das Sonnenlicht sollte in einem 90° Winkel auf die Solarzellen treffen. In Äquatornähe können Solarzellen waagerecht angeordnet werden. Auch können Schatten von hohen Bäumen oder anderen Gebäuden die Leistung beeinträchtigen. Wenn Solarmodule altern, nimmt ebenfalls die Leistung ab. Dies sollte man bei der Planung von Solaranlagen mit berücksichtigen.

 

Stern  Unser Solarprojekt

 

Wir planen eine sogenannte Indach-Photovoltaik-Anlage. Die Solarzellen sollen eine sonst notwendige Dachabdeckung ersetzen. Wir möchten nicht erst das Dach decken und dann die Solarzellen darüber anbringen. Die Solarzellen sind das Dach. Das ist architektonisch hochwertig, weil die Solarzellen in der Dachfläche liegen und eine Ebene bilden und es ist vergleichsweise preiswert. Zwischen den Solarpanelen werden wir Sicherheitsglasplatten als Oberlichter einsetzen, die den Abmessungen der Die Solarzellen entsprechen. Diese sollen für Licht auf der Dachterrasse sorgen. Möglicherweise können wir hierzu auch die oben genannten Kohlenstoff-basierten organischen Solarzellen einsetzen.

 

Stern  Reinigung der Solarzellen

 

Damit wir die Solarzellen reinigen können werden wir das Dach mit einigen 40 bis 60 cm hohen senkrechten Stufen planen. Diese bleiben offen und sorgen für Luftzirkulation und ermöglichen uns auch die Reinigung der Glasflächen, falls nötig.

 

Stern  Die richtige Dachneigung

 

Wichtig beim Bau des Terrassendaches ist die richtige Dachneigung. Terrassenüberdachungen sollten nicht als Steildach geplant werden, sondern möglichst flach. Die beste Dachneigung ist 5 bis 15 Grad (9 - 27 cm Gefälle pro Meter). Diese  Dachneigung stellt sicher, dass Regenwasser abfließen kann. Darüber hinaus bleibt das Dach an den Verbindungen dicht, es bilden sich keine Pfützen und damit keine Moose, Algen oder andere Verschmutzungen. Eine natürliche Reinigung durch das Regenwasser ist ebenso garantiert. Ist das Dach zu steil, ist eine Dachreinigung nur bei lange andauerndem und starkem Regen möglich, da das Wasser zu schnell abfließt und den Schmutz nicht ablösen kann.

 

Stern  Die Dachrinne

 

Am unteren Ende der Solarzellen montieren wir eine Dachrinne. Eine Dachrinne, die genau waagerecht verläuft, ist natürlich das schlechteste was man machen kann. Die waagerechte Montage von Dachrinnen führt dazu, dass das Wasser in der Dachrinne steht und nie ganz abfließen wird. Das Wasser verdunstet und Schmutz bleibt zurück. Falls der Monteur nicht korrekt arbeitet und unbeabsichtigt ein negatives Gefälle entsteht, dann wird sich noch mehr Schmutz und Feuchtigkeit sammeln. Das sorgt für verstärkte Korrosion und undichte Dachrinnen. Auch eine Dachrinne sollte ein Gefälle von mindestens 5 mm pro Meter haben. Das abfließende Wasser wird die Dachrinne dann vom Schmutz reinigen. Bedenken Sie, das der Schmutz vom ganzen Dach bei Regen in die Dachrinnen gelangt.

 

Solar-Dachkonstruktion

 

Stern  Die Dachkonstruktion

 

Auf dem Boden der Dachveranda werden Stahlsäulen mit Betondübeln verschraubt. Die Höhe beträgt 2,50m. Die Dachneigung beträgt, wie empfohlen 10 Grad. Das Dach erhält eine treppenförmige Konstruktion. Immer nach einer Solarzelle gibt es einen 60 cm hohen Absatz, der eine Unterlüftung der nächsten Solarzellenreihe ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass man die Solarzellen aus dem Inneren der Veranda heraus durch die 60 cm hohe Öffnungen leicht reinigen kann. Die Solarzellen überlappen sich etwa 20 cm. Durch den Höhenversatz von 60 cm liegt die untere Solarzellenreihe nicht im Schatten der oberen Solarzellenreihe. Das Regenwasser tropft bei normalem Regen aber nicht durch die senkrechten 50 cm hohen Öffnungen in das Innere der Veranda. Bei Starkregen können die 60 cm hohen Öffnungen mit entsprechend zugeschnittenen Plexiglasscheiben verschlossen werden. Da das Dach an allen Seiten einen Überstand von 0,50 cm hat gehen wir davon aus, dass der Verandaboden auch bei Starkregen und seitlichen Winden nicht allzu nass wird. Die einzelnen Solarzellen werden in entsprechend angepasste Eisenrahmen aus 90 Grad Profilen eingebettet und mit Silikon verschweißt.

 

 

YouTube Video - Billions in Change Solution: Free Electric Overview

 

Stern  Intelligente Nutzung von Strom

 

Bei unserem Projekt streben wir Autarkie vom Energieversorger an, wir planen also eine sogenannte Insellösung. Es wird kein Strom vom Energieversorger bezogen und auch nicht in das Stromversorgungsnetz eingespeist. Nicht benötigter Strom wird in Solarbatterien für die nächtliche Stromversorgung gespeichert. Überflüssiger Strom, sofern vorhanden, wird einfach durch zuschalten von Gartenbeleuchtungen und anderen elektrischen Geräten verbraucht. Durch geschickte Planung beim Stromverbrauch ergeben sich weitere Potentiale. Am Mittag, wenn der meiste Strom produziert wird, werden wir Geschirrspüler und Waschmaschinen einschalten und das Brauchwasser auf das Dach pumpen. Dort kann sich das Wasser thermisch erhitzen und am Abend für eine warme Dusche verwendet werden. So wird der in den Solarbatterien gespeicherte Strom auch für einen gemütlichen Fernsehabend und einige LED-Lampen ausreichen. Einige Reservebatterien werden für spezielle Fälle vorgehalten.

Tipp: Als Selbstversorger sollte man den Strom hauptsächlich dann nutzen, wenn er auch zur Verfügung steht, also tagsüber. Die wöchentliche Wäsche kann man erledigen, wenn besonders viel Sonne zur Verfügung steht. Wer Arbeitsabläufe gut plant, der nutzt den produzierten Solarstrom besser.

 

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