Photovoltaik - Monokristallin - Polykristallin - Dü nnschicht - Wirkungsgrad

Emil Naepflein schrieb:

Ah, endlich mal ein informatives Tool.

Kommt drauf an, was man erreichen will. Für optimalen Jahresertrag kann das _rein rechnerisch_ schon hinkommen, aber....
- Wenn man die jahreszeitlichen Schwankungen verkleinern will oder muss, wird man einen Anstellwinkel grösser Null wählen. Im Dezember/ Januar ist die Minderproduktion doch eher einen Faktor 2 geringer bei horizontaler Montage gegenüber optimalem Winkel.
- Horizontale Flächen verschmutzen schnell. Ich hab das auf dem Dach des angeblich energetischen Wunderhauses der EAWAG gesehen. Im Nu ist da Feinsand und ähnlicher Dreck drauf. Im Winter Schnee. Daher wundert es mich schon, wie die mit a) 459 m² 77 kWp raus- kriegen und b) damit 71 MWh im Jahr produzieren. Naja, 0.5MEur deuten auf nicht gerade billigste Zellen hin... http://www.forumchriesbach.eawag.ch/kennzahlen.htm
- Ich behaupte ferner, die Reflexionsverluste bei sehr flachem Einfall werden von dem Tool deutlich zu klein angesetzt, z.B. behauptet es 4% Verlust bei 60°, was mindestens einen Faktor 2 unter der Fresnelreflexion liegt.
--
mfg Rolf Bombach

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On Wed, 07 Oct 2009 21:32:37 +0200, Rolf Bombach

Das ist richtig. Aber solange wir nicht bei einem extrem hohen Anteil an PV sind spielt das keine große Rolle. Zudem wird der Faktor 2 ja durch die vollständig belegt Fläche ausgeglichen. D.h. man hat im Winter einen Ertrag wie bei geneigten Fläche, die 50 % der Grundfäche belegen, im Sommer aber dann nahezu den doppelten Ertrag.

Für Reinigung und Schneeräumen hat man kleine Wisch- und Schneeräumroboter die auf den Flächen reinigen. Ich habe sowas hier im Haushalt. Gerade für Schne bräuchte man ansonsten eine Neigung die deutlich über 45° liegt.

Die Reflexionsverluste mögen größer sein, aber die Nutzung der Globalstrahlung, insbesondere auch bei bedecktem Himmel, gleicht das wieder aus. Bedenke auch, dass bei uns die Sonne mehr als 180° sichtbar ist. D.h., bei nach Süden ausgerichteten Flächen kann sie früh morgens und spät abends die Module nicht mehr treffen. Bei falcher Montage dagegen schon.
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Emil Naepflein schrieb:

Ah, endlich mal ein informatives Tool.

Kommt drauf an, was man erreichen will. Für optimalen Jahresertrag kann das _rein rechnerisch_ schon hinkommen, aber....
- Wenn man die jahreszeitlichen Schwankungen verkleinern will oder muss, wird man einen Anstellwinkel grösser Null wählen. Im Dezember/ Januar ist die Minderproduktion doch eher einen Faktor 2 geringer bei horizontaler Montage gegenüber optimalem Winkel.
- Horizontale Flächen verschmutzen schnell. Ich hab das auf dem Dach des angeblich energetischen Wunderhauses der EAWAG gesehen. Im Nu ist da Feinsand und ähnlicher Dreck drauf. Im Winter Schnee. Daher wundert es mich schon, wie die mit a) 459 m² 77 kWp raus- kriegen und b) damit 71 MWh im Jahr produzieren. Naja, 0.5MEur deuten auf nicht gerade billigste Zellen hin... http://www.forumchriesbach.eawag.ch/kennzahlen.htm
- Ich behaupte ferner, die Reflexionsverluste bei sehr flachem Einfall werden von dem Tool deutlich zu klein angesetzt, z.B. behauptet es 4% Verlust bei 60°, was mindestens einen Faktor 2 unter der Fresnelreflexion liegt.
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mfg Rolf Bombach

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Moin,
Rolf Bombach schrub:

Ist bei Solarzellen nicht eine Entspiegelung üblich? Wenn ja, dann sind 4% gut möglich. Ohne all zu aufwändige Entspiegelung und auch bei variablen Einfallswinkeln.
CU Rollo
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Die 5-fache Fläche? Da kann ich rechnen wie ich will, ich komme dabei auf die 50zig fache Fläche.
Abgesehen davon ist meine PV Anlage Ost-Westausrichtung. Wenn ich einen Carport mit Ost-/West Satteldach hätte, würde ich ca. 15m2 Grundfläche für 20m2 PV-Module brauchen. Das wäre dann übrigens die 133ig fache Fläche, aber lassen wird das.

Eigentlich sollte nach obigem Vergleich klar sein, dass man für Energiepflanzen viel zu viel landwirtschaftliche Fläche verbraucht. Fläche die schlichtweg nicht ausreichend vorhanden ist, egal zu welchem Preis man darauf PÖL produzieren könnte. Landwirtschaftliche Fläche, welche zur Lebensmittelproduktion erforderlich ist. Ungenutzte Dachfläche ist dagegen noch mehr als genug vorhanden und jetzt eh schon von Menschen verbaut.

Schlechte Fahrleistungen? Elektromotore haben im Vergleich zu Verbrennungsmotoren extrem hohe Wirkungsgrade und schon aus dem Stand heraus hohe Drehmomente. Oder weshalb meinst du, braucht ein Auto ca. 6 Liter Sprit (Verbrennungswert 60 kWh), wo ein vergleichbares Auto mit 15 kWh pro 100 km Strom auskommt?
Und das heutige Laborstadium und der Preis dieser Autos sollte für jeden von uns Ingenieuren hier eine Herausforderung sein, und nicht dafür als ewiger Bedenkenträger zu enden.

Solarstrom bügelt im Strommix die Verbrauchsspitzen platt, weil er tagsüber beim höchsten Bedarf erzeugt wird.

Warum sollte man mit bescheidenem Wirkungsgrad aus fossilen Brennstoffen Strom machen und damit eine Wärmepumpe betreiben? Da kann man mit kaum schlechterem Wirkungsgrad die fossilen Brennstoffe gleich direkt verheizen. Die paar Jahrzenhte noch, bis die Vorräte eh zuneige gehen.

Für wen? Für die RWE, E.ON, Vattenfall, ..? Das könnte sogar stimmen. Für private Haushalte ist die Grid Parrity in ca. 3 - 5 Jahren erreicht und damit wirtschaftlich. Damit dürfte auch klar sein, wohin es mit den Big 4 dieser Branche langfristig geht. Die zentralen Strukturen dieser 4 passen nicht zu den dezentralen Strukturen von erneuerbarer Energien. Die Anzeigen aus dem Jahr 1993 sind ein Bildnis davon:
"Sonne, Wasser oder Wind können auch langfristig nicht mehr als 4 % unseres Strombedarfs decken". Heute sind wir bei 16% angelangt.
http://www.sfv.de/fotos/m/merkel_Kopiejpg.jpg
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Das kommt im Browser zu klein raus. Ggf. mit einem Grafikprogramm öffnen oder hier über den Link: http://www.sfv.de/briefe/brief97_1/sob97135.htm
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begin quoting, Martin Kobil schrieb:

Huch, da stand 2000? Kann nicht stimmen, so schlecht ist Photosynthese nun auch wieder nicht.

Nix "lassen wir das". Es geht ganz genau um den Flächenbedarf.

Das ist mir durchaus klar. Aber wegen der exorbitant hohen (durch entsprechende Ordnungspolitik hochgetriebene) Energiepreise ist Kraftstoff eben wertvoller als Brot und treibt entsprechend die Lebensmittelpreise durch die Flächenkonkurrenz.

Hm, da könnte allerdings was dran sein. Solange man nicht auf Flachdächern Tomaten anbaut...

Ja.
Der Motor macht allein kein Fahrzeug. Das ist ein Argument, wenn man den Strom aus der Oberleitung bekommt.

Wieso, meist Du, hat ein Elektroauto eine Reichweite von 150 km und schleppt dafür einen Akku von einer halben Tonne mit sich herum?

Wer als Ingenieur naturgesetzliche Schranken als "Herausforderungen" verkauft, hat seinen Beruf verfehlt und sollte Politiker werden.

Solarstrom *erzeugt* Lastspitzen, weil er nämlich nur vorhanden ist, wenn die Sonne auch zu scheinen geruht.

Völlig uninteressant. Das eine ist die Stromerzeugung und das andere die Verwendung. Und wenn das Erzeugungsprofil nicht zum Bedarfsprofil paßt, muß man sich nach Ersatz umsehen.

Nein, mit WP kommt man auf deutlich höhere Gesamtwirkungsgrade: Das Kraftwerk schafft etwa 50 %, die WP etwa 250 %, das macht dann 25 % mehr als direkte thermische Nutzung.

Für die, die sie bezahlen müssen. Sie ist so wirtschaftlich wie Sklavenhaltung - für die Sklavenhalter kann sie sich lohnen.

Wovon träumst Du nachts? Strom kostet im Hochspannungsnetz 30-40 E/MWh, an der Steckdose vielleicht das Doppelte (der Rest sind Abgaben, die Du dem Staat offenbar durch Eigenerzeugung entziehen möchtest: Funktioniert nicht, der holt sich das Geld dann anderswo her, und Du mußt wieder zahlen). Solarstrom kommt auch mit Gesundbeten nicht unter 500 E/MWh. Klar, der Solarstrom /kann/ auch in teure Lastspitzen zu 1000 E/MWh fallen - bloß tut er das nicht zuverlässig, und wenn er fehlt, dann zahlst *Du* die 1000 E/MWh für den Ersatzstrom anderswo her.
Gruß aus Bremen Ralf
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Meine Aussage lässt sich mit Google verifizieren. Ralf, der dir plausibel erscheinende Faktor 5 steckt schon fast als Wirkungsgraddifferenz zwischen einem Benzin/Diesel Auto und einem Elektroauto. Benzin/Diesel hat einem Gesamtwirkungsgrad vom Sprit im Tank bis zur Antriebswelle von knapp 20%. Elektroautos von der Aufladung, Akku, Entladung, Elektromotor bis zur Antriebswelle von rund 80%.

Es kommt halt auf die vorhandene Dachform, Ausrichtung, Neigung, Aufbauten, ... an. Bei mir wird die nutzbare Fläche insbesondere durch eine Dachgaube eingeschränkt, obwohl ich rein durch die Ost- Westausrichtung theoretisch recht viel Solarfläche auf dem Dach zur Verfügung habe. Bei Neubauten kann man entsprechend besser planen.

Der in Serie gebaute Tesla kommt 350 km weit und beschleunigt von 0 auf 100 in 4 Sekunden.
Abgesehen davon wird es aufgrund der Akkuproblematik in der Anfangszeit kombinierte Elektro/Sprit-Fahrzeuge geben, in Form von PlugIn Hybriden oder Elektro mit spritbetriebenem Range Extender. Umbausätze für existierende Hybridfahrzeuge zum PlugIn Hybrid (PHEV) sind längst auf dem Markt verfügbar, teils zu sehr moderaten Preisen.
Ich habe auch durchaus schon mit dem Gedanken gespielt, meinen 4 Jahre alten Audi ungefähr preisgleich in einen gleichalten Toyota Prius 2 mit installiertem PlugIn Umbausatz zu tauschen. Von der Firma http://www.enginer.us/ gibt es einen Umbausatz in der 10 Meilen Version für 2000 US$ und in der 20 Meilen Version für 3500 US$. Als Basis dienen dazu 16 bzw. 32 Stück Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen mit 3,2V/40Ah, welche man im Einzelhandel als Einzelstücke selbst hier in Deutschland zum smarten Preis von 71 EUR kriegt: http://www.ebike-berlin.de/zubehoer-e-roller.html Also auch ein etwaiger Tausch der Zellen nach 6 - 8 Jahren oder so hält sich jetzt schon preislich im Rahmen.
Infos zur Umrüstung: http://www.eaa-phev.org/wiki/Enginer Handbuch: http://www.eaa-phev.org/images/3/33/PriusPHEVManual.pdf Forum: http://priuschat.com/forums/prius-phev-plug-in-modifications /
Problem an der Umrüstung ist meines Wissens, dass die Prius Steuerung den 68 PS Elektromotor nur bis 45 km/h als alleinige Antriebsquelle nutzt, obwohl die 68 PS für erheblich mehr taugen würden. Falls man das will, sind halt Eingriffe in der Steuerung erforderlich, was ich mir nicht antun würde. Und die 45 km/h reichen halt nicht mal vernünftig in der Stadt. Damit wird man meist eine "Schlange" hinter sich herziehen.
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begin quoting, Martin Kobil schrieb:

Hm, stimmt: Zwischen PV und Photosynthese steckt ein Faktor 10 im Wirkungsgrad, dazu nochmal einen Faktor 5 bei den Umwandlungsverlusten, und es paßt mit der fünfzigfachen Fläche.

Im Endeffekt steht in der ökologisch sinnvollen verdichteten Bebauung nicht genug nutzbare Fläche zur Verfügung. Überlegenswert wäre, anstatt durch Energiepflanzen Flächen durch fast zwei Größenordnungen effizientere PV-Module zu ersetzen, aber das scheitert natürlich an den Kosten. (Die Effizienz ist allerdings sogar noch höher, weil dabei keine Verluste aufgrund des Energieverbrauchs bei den Kultivierungsarbeiten auftreten - PV ist ein "Fire-and-forgot"-System.)

Irrelevant, das ist ein Spielzeug (Sportwagen), aber kein Nutzfahrzeug.

Also die Kombination der Nachteile von zwei Systemen...
Gruß aus Bremen Ralf
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Hallo, Martin,
Du meintest am 26.09.09:

Oder eine bessere Isolierung.
Viele Gruesse! Helmut
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Helmut Hullen wrote:

Wieviel Anbaufläche verbrauchen die Styroporstauden dafür?
vG
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"Man könnte ihn höchstens fragen, was das für eine blöde Idee war,
am Rand des Haifischbeckens Nasenbluten zu kriegen."
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Am 27 Sep 2009 08:47:00 +0200 schrieb Helmut Hullen:

Was nützt die bei Verlusten durch Lüftung?
Lutz
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begin quoting, Lutz Schulze schrieb:

Sie reduziert die Transmissionswärmeverluste.
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On Sun, 27 Sep 2009 16:15:59 +0200, Lutz Schulze

Die Verluste die bei einer Lüftung mit Wärmetauscher und Wärmerückgewinnung auftreten sind minimal. Nicht umsonst gibt es mittlerweile schon viele Nullenergiehäuser.
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Am Mon, 28 Sep 2009 07:13:54 +0200 schrieb Emil Naepflein:

Der OP schrieb nicht dass er das schon hätte. Deshalb vermute ich dass der Anteil der Verluste durch Lüftung bei ihm noch höher ist als der durch Transmission.
Deshalb die Frage warum die Isolierung zu verbessern sei, mit einer Wärmerückgewinnung wäre da doch mehr zu machen (vom Aufwand und der Machbarkeit mal abgesehen).
Lutz
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Hallo, Lutz,
Du meintest am 28.09.09:

Nein - Martin hat nicht "warum" gefragt. Er hat nur Rossäpfel mit Bessemerbirnen vergleichen wollen.
Sowohl mit besserer Isolierung als auch mit Wärmerrückgewinnung lässt sich der dauerhafte Energieeinsatz zur Erwärmung reduzieren. Dann braucht der Erstzitierte in diesem Beitrag nicht mehr 1600 Liter Heizöl oder das entsprechende Wärme-Äquivalent, sondern weniger. Und damit sind auch Umrechnungen auf Ackerfläche o.ä. zu reduzieren.
Das sollte eigentlich offensichtlich sein.
Viele Gruesse! Helmut
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Wie meinen?
Mein Vergleich war 3200m2 landwirtschaftliche Fläche zum Anbau von Energiepflanzen zur Heizölproduktion im Vergleich zu 35m2 Solarpanele zum Betrieb einer Wärmepumpe - beides zur Beheizung *meines* Hauses. Eine bessere Wärmedämmung oder eine Lüftungsanlage mit WRG ändert an diesem Verhältnis nichts.
Es sollte lediglich der sehr gute Wirkungsgrad von Solarzellen im Vergleich zur Natur deutlich gemacht werden.

Siehe oben.
Wenn man von den 1600 Liter Heizöl 200 Liter fürs Warmwasser abzieht, dann bleiben 1400 Liter für die Beheizung der 200 m2 Wohnfläche. Nach Adam Ries sind das 7 Liter Heizöl/Jahr und m2, wobei man heute vielleicht KFW 70 Haus sagen würde. Kaum mehr als der heutige Hausstandard. Es wäre derzeit wenig ökonomisch dies nachträglich durch Wärmedämmung o.ä. verbessern zu wollen. Das kann man mit dem Hausbestand machen, bei dem schätzungweise 90% der Häuser einen schlechteren Dämmstandard aufweisen wie mein Haus.
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Am 21.09.2009 23:41:01 schrieb Marcel Müller:

Das gilt für den von Leo favorisierte Atomstrom aber genauso. Es sind doch wohl in der Vergangenheit genug Milliarden an Steuergeld in die entsprechende Forschung und Entwicklung geflossen, und was die Entsorgung der AKW und Endlagerung des Atommülls dem Steuerzahler noch kosten wird, steht in den Sternen.
--
lG Ferenc

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Moin,
Leo Baumann schrub:

Da provozierst du was....

Also großzügig ohne Angabe von Gründen heruntergerundet. Gut, sei es drum.
Andere Rechnung: Im Umkreis von 2,5km um ein Atomkraftwerk möchte auch kein Mensch wohnen. Ein AKW belegt also eine Fläche von rund 20000000m^2, auf dieser Fläche lässt sich selbst mit deiner Schätzung von 60W/m^2 eine Leistung von knapp 1,2GW erzeugen - also so viel wie das AKW auch.
Gut, der Preis ist sicher noch ein Problem. Aber was kostet es denn heute, ein neues AKW zu bauen?
CU Rollo
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.. ich würde von meiner Seite die Frage etwas umformulieren:"Wo finde ich Menschen, die ein sicheres Atomkraftwerk konstruieren und betreiben können, damit uns die üblichen Abschaltungs-Scherze in Deutschland demnächst erspart bleiben und die endlosen Diskussionen, insbesondere von Nichtfachleuten, endlich aufhören ?"
Ein AKW ist ein Technikum, entweder geht oder geht nicht, aber bitte nicht politisch anstreichen und totdiskutieren (das Politikum verstehe ich gar nicht in Deutschland).
mfG Leo
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