99,99% Wirkungsgrad bei Solarzellen?

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5 Antworten

Nein das ist nicht möglich. Es gibt keine Solarzellen, die das gesamte Sonnenspektrum abdecken und nutzen.

Neuere Entwicklungen wären die Tandemzellen, die ein breiteres Spektrum nutzen können. Allerdings verbieten die Herstellungskosten einen wirtschaftlichen Einsatz, denn auch diese kommen in der Praxis nur auf 25%, unter Laborbedingungen mit Wärmeabfuhr auf 31%

Die thermische Sonnenkraftwerke unterliegen als Wärmekraftmaschine dem Carnotschen Wirkungsgrad von ca. 65%. Für Voltaikanlagen ein unerreichbarer Wert.

Ich denke mal, deine Frage bezieht sich jetzt rein auf die Solarzelle (Grundstrucktur) und nicht auf eine ganze Solaranlage.

Dann kann man sagen, dass mit der heutigen mono- oder polykristallinen Struktur (für höher nutzbares Lichtspektrum) selbst eine 90% ige Umsetzung nicht möglich sein wird. Obwohl ich auch nicht in die Zukunft sehen kann, so würde ich sagen, dass dafür ein ganz neues Physikalisches Grundkonzept nötig wäre.

Denn die Sonne strahlt ja nicht nur im sichtbaren Bereich, sondern auch darüber (UV-, Röntgen-, Gammastrahlen) und darunter (Wärme- und Infrarotstrahlen). Und diesen Gesamten Bereich, zu (nur^^) 90% zu erfassen, ist mit dem physikalischen Grundprinzip der heutigen Solarzellen nicht möglich.

Es sei denn, man ändert die Bezugsgrößen für die Erfassung von Wirkungsgraden bei Solarzellen. Dann wären sicher auch die 99,99% durchaus möglich. ;-)

99,99% wirkungsgrad ist unmöglich. selbst wenn man supraleitungen zur energieweiterleitung hätte, kommt man nicht in diesen bereich.

yxcvbnmkop 28.01.2013, 19:11

und warum genau?

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elcontorpasta 28.01.2013, 19:14
@yxcvbnmkop

weil der verlust niemals nur 0,01% beträgt. das wäre ja bereits schon so gut wie das perpetuum mobile. dass es das nicht gibt, ist eigentlich allgemein bekannt.

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yxcvbnmkop 28.01.2013, 19:22
@elcontorpasta

ja stimmt schon, dass 0,01 extrem wenig ist., aber das macht die sache ja grad so reizvoll. wo beginnt ein (unmögliches) Perpetuum mobile? bei 100, 99,99 oder doch schon bei 99,98? ;)

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elcontorpasta 28.01.2013, 19:27
@yxcvbnmkop

perpetuum mobile bedeutet: "selbes in- wie output". (100% wirkungsgrad)

also keinerlei verluste. das ist nunmal nicht möglich. zumindest nicht mit den technologien die in der heutigen zeit vorhanden sind.

google vielleicht mal nach wirkungsgraden. bestimmt findest du eine tabelle oder eine liste in der wirkungsgrade aufgeführt sind.

99,98% ist übrigens ebenfalls völlig unrealistisch.

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JTKirk2000 28.01.2013, 20:04
@elcontorpasta

perpetuum mobile bedeutet: "selbes in- wie output". (100% wirkungsgrad)

Falsch. Perpetuum Mobile heißt: Einmal in Gang setzen und nie wieder Energie zuführen zu müssen. Das bedeutet nicht, dass ein Perpetuum Mobile nur 100% Wirkungsgrad benötigt. Es muss sogar je nach Art des Perpetuum Mobile seine Arbeit aufrecht erhalten können, während Energie davon absichtlich abgeleitet wird. Wenn man so will ist ein Perpetuum Mobile nicht ein solches mit genau 100% Wirkungsgrad, sondern von mindestens 100% Wirkungsgrad.

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elcontorpasta 28.01.2013, 20:11
@JTKirk2000

wenn du dir jetzt mal gedanken darüber machst was " Einmal in Gang setzen und nie wieder Energie zuführen zu müssen." bedeutet, würdest du bestimmt bemerken, das bedeutet. output = input! hast du das nicht verstanden, erkläre ich dir das gerne.

es gibt nicht mehr als 100% wirkungsgrad. (theoretisch) denn das was zugeführt wird, ist 100%! (das ist eigentlich der physikstoff der 7. oder 8. klasse)

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JTKirk2000 28.01.2013, 20:14
@elcontorpasta

Und wenn Du Dir mal Gedanken darüber machst, was es bedeutet, Energie abzuziehen und das Perpetuum Mobile behält trotzdem seine Arbeit bei, dann wüsstest Du,. was ich mit mindestens 100% Wirkungsgrad meine.

Natürlich gibt es nicht mehr als 100% Wirkungsgrad, aber aus demselben Grund weil es dem Energie-Erhaltungssatz widerspräche, gibt es auch kein Perpetuum Mobile. Nicht aus irgendeinem anderen Grund, sondern genau aus diesem Grund.

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elcontorpasta 28.01.2013, 20:20
@JTKirk2000

es gibt kein perpetuum mobile, weil es keinen wirkungsgrad von 100% gibt. sorry, das weiß eigentlich (fast) jeder 8. klässler. selbst bei 99,99% wirkungsgrad hätte man also KEIN perpetuum mobile, weil die zuführende energie nicht der abführenden energie entspricht.

was du mit 100% wirkungsgrad meinst, verstehen möchtest, definierst oder was auch immer, das ist deine sache!

fakt ist, gäbe es die möglichkeit input = output, wäre das perpetuum mobile "erfunden". darüber braucht man eigentlich nicht wirklich diskutieren und ich weiß jetzt nicht, was du mir da reinflöten möchtest.

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wenn das möglich wäre, dann müsste man sich nicht mit den jetzigen 15-40 % rumplagen

yxcvbnmkop 28.01.2013, 19:11

erst lesen, dann denken, dann schreiben

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TinaHausten 28.01.2013, 19:13
@yxcvbnmkop

ich habe gelesen: wäre es theoretisch möglich?

ich habe gedacht: nö, ist nicht möglich

ich habe geschrieben: wenns möglich wäre, hätte man es schon gemacht

ich das ok ?

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dompfeifer 28.01.2013, 19:30
@TinaHausten

Nein TinaHausten, das ist so nicht o.k. Wenn 80% Wirkungsgrad rein theoretisch erzielbar sind, heißt das ja noch lange nicht, dass das irgendwann praktisch realisiert werden kann!

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Nein, das ist selbst durch die Kombination von Solarzellen mit einer Nutzung ihrer Erwärmung in einem Aufwindkraftwerk

http://www.welt.de/dieweltbewegen/article13801960/Aufwindkraftwerke-so-effektiv-wie-Atommeiler.html

nicht möglich.

strandparty 28.01.2013, 19:12

http://www.photovoltaik.org/wissen/photovoltaik-wirkungsgrad

Für Solarzellen ergibt sich aus den genutzten Materialien eine physikalische Begrenzung des maximal erzielbaren Wirkungsgrades. Dies gilt für alle Energiewandler. Bei einer Solarzelle wird er durch die Bandlücke des verwendeten Werkstoffs begrenzt, da nicht alle Photonen absorbiert werden. Bei einem Halbleiter, der über eine feste Bandlücke verfügt, liegt daher der theoretisch maximale Wirkungsgrad bei circa 33 %. Es werden aber zunehmend auch Multibandsysteme, wie sie in Tandemzellen umgesetzt werden, untersucht. Theoretisch könnte hier der Wirkungsgrad auf über 80 % gesteigert werden.

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yxcvbnmkop 28.01.2013, 19:20
@strandparty

"Theoretisch könnte hier der Wirkungsgrad auf über 80 % gesteigert werden"

Super! Der Stern ist dein! ;)

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strandparty 28.01.2013, 19:28
@yxcvbnmkop

Danke, aber wie da steht: Es ist noch Zukunftsmusik. Das wird eine echte Aufgabe für Festkörperphysiker und -chemiker.

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Karl37 28.01.2013, 20:37
@yxcvbnmkop

Das ist ein Wunschdenken und physikalisch unmöglich. Einmal gibt es kein Halbleitermaterial welches das gesamten Sonnenspektrum abdeckt, dann wäre eine externe Kühlung der Halbleiter notwendig und dann käme noch das Reflexionsproblem. Alles Verluste, die den Wirkungsgrad mindern

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