Kann mir jemand bitte diesen text so erklären, dass ich ihn verstehe?

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2 Antworten

Dies ist nun schon deine sechste Frage zum Wirkungsgrad bzw. zu Sonnenkollektoren.

Also einmal ausführlich und hoffentlich verständlich:

- Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Energie ist also eine Speicherform für Arbeit. Es gibt verschiedene Sorten von Energie: Lichtenergie, Wärmeenergie, elektrische Energie, potentielle Energie.

- Verschiedene Energieformen können ineinander umgewandelt werden. Aus elektrischer Energie kann man mechanische Arbeit machen (Staubsauger, Elektroauto), oder auch Wärme erzeugen (Herdplatte). Aus Wärme kann man Dampf machen, und damit wieder mechanische Arbeit (Dampflokomotive). Mit mechanischer Arbeit kann man Licht erzeugen (Fahrraddynamo). Und so kann man eben auch aus Sonnenenergie Wärmeenergie machen, nämlich im Solarkollektor.

- Ein physikalisches "System" ist wie ein Kasten, in dem man eine bestimmte Menge Materie und Energie drin hat. Wenn nichts raus und rein geht, ist es ein geschlossenes System. Wenn Energie (oder auch Materie) hereinkommen oder hinausgehen kann, ist es ein offenes System.

- Bei der Energieumwandlung geht immer ein Teil der Engergie aus dem System verloren. Nicht 100% der eingesetzten Energieform wird zu 100 % der Zielenergie umgesetzt. Die "verlorene" Energie existiert immer noch irgendwo, aber nicht im System, sonder sie ist in die Umgebung entwichen.

- Deswegen ist auch in einem Energieumwandlungs-System immer der Wirkungsgrad kleiner als 100 %. Um den Wirkungsgrad zu berechnen, teilst du die Menge der gewonnenen Energie durch die Menge der eingesetzten Energie.

- Der Sonnenkollektor wird modellhaft als ein physikalisches "System" betrachtet.

- Um den Wirkungsgrad eines Solarkollektors zu berechnen, teilst du die Wärmemenge, die die Solarkollektor-Flüssigkeit aufnimmt, durch die Energie der eingefallenen Sonnenstrahlung.

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Der Wirkungsgrad eines Systems ist immer das Verhältnis zweier Energiemengen. Er gibt den Anteil der eingesammelten bzw. nutzbaren Energie im Verhältnis zu der von außen gekommenen bzw. eingesetzten Energie an.

Hier wird der Sonnenkollektor als System betrachtet. Sein Wirkungsgrad η ist:

Von der Solarflüssigkeit aufgenommene Wärmemenge Q2

geteilt durch

Energie der eingestrahlten Sonnestrahlung Q1.

Kurz als Formel geschrieben:

η = Q2/Q1

Man kann dies als Dezimalbruch ausdrücken, z.B. 0,63, oder auch in Prozenten, was dann 63 % wären.

Die gesamte Solarthermie-Anlage besteht aus mehr als nur einem Sonnenkollektor. Wahrscheinlich sind es mehrere Kollektoren und auch noch andere Bauteile. Auch in den anderen Teilen der Anlage (Wärmespeicher, Wärmetauscher, Leitungen) geht Energie verloren, die nicht mehr nutzbar ist. Dadurch ist der Wirkungsgrad der Solarthermie-Anlage geringer als der Wirkungsgrad des reinen Sonnenkollektors.

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