Warum gibt es keine solaren Thermovoltaik Module?

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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Anmerkung zur Nomenklatur: Unter "Konzentrator" versteht man in der Solartechnik eigentlich ein optisches Element, das die Strahlungsintensität aus der direkten Sonnenstrahlung am Kollektor vergrößert. Dadurch sind höhere Kollektortemperaturen erreichbar.

Hier geht es offenbar nur um Wärmeleitungsbleche, die die Kollektortemperatur natürlich nicht vergrößern. Gleichwohl ist das dennoch keine schlechte Sache, daß nicht die ganze Fläche mit Elementen belegt zu werden braucht, denn Blech (es muß allerdings schon relativ dick sein) dürfte deutlich billiger als PE sein.

Die entsprechenden Kostenrechnungen sind übrigens relativ angreifbar: Bekannt sind die Modulpreise, auf die die Hersteller inzwischen 25 Jahre Leistungsgarantie geben. Wie schreibt man die Investitionen über so lange Zeiträume ab, wie hoch sind Montage-, Wartungs- und Versicherungskosten, was kostet die zusätzliche Elektroinstallation inkl. Umrichter? Das sind alles keine naturgegeben Größen.

Wie hoch sind sie denn (ohne mich auf "Stirling" kaprizieren zu wollen: Bei einer Dampftemperatur von 250 °C dürften Dampfturbinen oder auch Kolbendampfmaschinen bessere Systeme sein)?

Kannst Du diese Zahlen auch belegen?

Sagen wir mal: in technisch interessante Temperaturbereiche verschoben (s. ). Die Optimierungsaufgabe als solche bleibt natürlich.

Was spricht gegen konventionelle Dampfmaschinen? Offenbar die Baugröße: Für einige hundert Watt sind sie zu teuer, im MW-Bereich wären sie attraktiv. Wer kann ausrechnen, was eine MWh_el kostet, wenn man ca. 20.000 m^2 (2 ha) mit Hochtemperaturkollektoren belegt, die Wärme in einem Tagesspeicher einlagert und dann damit kontinuierlich 1 MW erzeugt (oder auch nach Bedarf, also Spitzen- und nicht Grundlast)?

(Zu der Zahl: 1 m^2 Kollektor bringt im Sommer täglich etwa 5 kWh Wärme. 20.000 m^2 liefern also 100 MWh/d oder im Durchschnitt ungefähr

4,2 MW, die mit ca. 27 % Wirkungsgrad verstromt werden können, was dann größenordnungsmäßig 1 MW liefert. Dafür wären z. B. 1.000 EFH-Dächer mit Kollektoren zu belegen, bringt also 1 kW pro Haus, was schon ganz ordentlich ist bzw. weitaus mehr als genug. Evtl. ist der weite Transportweg der HT-Wärme (ca. 250 °C) problematisch - dafür müßte man vakuumisolierte Rohrleitungen nehmen.)

Die 1-MW-Anlage würde schätzungsweise 1,5 GWh im Wert von ca. 150 TEUR (10 ct/kWh) jährlich liefern (150 Euro pro Haus).

Was kosten Vakuum-Röhrenkollektoren pro m^2, welche Lebenserwartung haben sie?

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz
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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Ok: Für PE nehme ich das zurück.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

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begin quoting, Helmut Hullen schrieb:

Anders geht es nunmal nicht.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Schreib Dir doch mal eine Formel für die Oberflächentemperatur der Warmseite auf und betrachte, wovon die abhängt. Energiebilanz:

Eingestrahlte Leistung gleich Rückstrahlung plus Wärmeleitung.

Rüchstrahlung geht mit T^4, Wärmeleitung mit Delta_T.

Die Umgebungstemperatur kommt nur indirekt darin vor.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

Es geht doch nicht nur um die Warmseite sondern um die

*Temperaturdifferenz* zwischen Warm- und Kaltseite eines Peltierelementes. Dass die Warmseite direkt von der Strahlungsbilanz abhängt bezweifele ich doch nicht. Aber bei der Kühlung der Kaltseite kann man die im Winter vorherrschende niedrigere Umgebungstemperatur nutzen.

Auf der Warmseite schon, auf der Kaltseite spielt aber die direkte Einstrahlung keine große Rolle mehr.

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Emil Naepflein

Mit einem DC/DC oder DC/AC-Wandler ist das kein Problem. Auch Solarmodule werden im MPP betrieben. Das ist technisches Pipifax.

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Emil Naepflein

Ich bestreite doch nicht das thermische Solarkraftwerke kostengünstiger Strom produzieren als TV. Dies zeigen die amerikanischen Anlagen schon seit fast 20 Jahren.

Mir geht es rein um den Vergleich von PV und TC im kleintechnischen Maßstab so wie es heute auf jeden Dach installiert werden kann. und hier behaupte ich dass TV durchaus eine Alternative zu PV sein könnte.

Die Preise von Peltierelementen kannst Du Dir z.B. bei Ebay raussuchen. Ich habe sogar jetzt sogar noch günstigere Elemente gefunden:

10 Stk. 137 W (12 V) Elemente kosten z.B. 34,90 ?. Bei einem Wirkungsgrad von 4 % wären das dann etwa 55 W elektr. Leistung. Damit kostet das kW nur rund 635 ? incl. MwSt.

Was PV-Module Einzeln so pro kW kosten kannst Du unter

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finden. Allerdings sind die Preise mittlerweile schon wieder gesunken. Und höhere Stückzahlen für eine größere Analage bekommt natürlich günstiger.

Hier eine weitere Seite mit PV-Modulen und Preisen:

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Im Prinzip spricht nichts dagegen wenn es damit möglich ist eine Kleinanlage in der Größe von maximal 10 kW Peak zu realisieren.

Aber wie schon geschrieben geht es mir in diesem Thread ausschliesslich um den Verkleich von PV und TV für Kleinanlagen.

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Emil Naepflein

Hallo, Emil,

Du (netnewsegn) meintest am 13.06.08:

Wenn ich das auf das benachbarte Kraftwerk ummünze: den besten Wirkungsgrad hätte der Generator, wenn in ihm die gleiche Leistung an seinem Innenwiderstand in Wärme umgesetzt wird wie draussen bei den (zahlenden) Kunden.

Viele Gruesse! Helmut

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Helmut Hullen

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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Hast Du gerade irgendwie einen Knoten im Kopf?

Gegeben sind die flächenbezogene Strahlungsintensität und die Temperatur der Umgebung sowie Wärmewiderstand, elektrischer Widerstand und Peltierkonstante, und daraus folgen die Warmseitentemperatur, mithin auch Delta_T und die Output-Leistung und der Wirkungsgrad.

Verstehen mußt Du es schon selbst.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

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begin quoting, Helmut Hullen schrieb:

Es besteht durchaus noch Hoffnung: Manchmal werden in Niedersachsen Flachzangen im Schuldienst auch mal nach oben "weggelobt": .

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Na, dann ist das Thema doch erledigt.

Warum sollte sich jemand sowas denn aufs Dach machen, anstatt das Geld zu nehmen und sich damit an einem großen thermische Solarkraftwerk zu beteiligen?

Eine Wirkungsgradangabe ist von den Rahmenbedingungen abhängig.

Mit den Elementen ist es aber noch nicht getan: Die müssen auch noch zu Modulen zusammengebaut werden und aufs Dach. Die Frage ist: Was kosten 1.000 kWh/a an Investitionskosten insgesamt - ein Solarrechner wird diese Frage nicht beantworten, weil PE eine andere Betriebscharakteristik als Solarmodule haben. Schau Dir mal die Preise von Kühlkörperprofilen an, mach Dir gedanken, wie man die sauber hält.

Die Kosten einer Solaranlage kann man direkt an der Förderungshöhe ablesen, die ist so bemessen, daß sie den Kosten in etwa entspricht.

Was spricht für Kleinanlagen?

Ob das so ohne weiteres vergleichbar ist, halte ich noch nicht für belegt.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

Hallo, Ralf,

Du (me) meintest am 13.06.08:

Möchtest Du das Bundesland wechseln?

Viele Gruesse! Helmut

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Helmut Hullen

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begin quoting, Helmut Hullen schrieb:

Im Umland sitzen mir im Zweifelsfall dann zu vielen Flachzangen in den Landesbehörden.

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

Einmal ist die eingesetzte Primärenergie (Sonnenenergie) *kostenlos* im anderen Fall kostet die eingesetzte Primärenergie im Kraftwerk Geld.

Das Erste kann durchaus günstiger sein als das Zweite.

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Emil Naepflein

Dann wäre das Thema PV ja auch erledigt.

Diesie thermischen Solarkraftwerke kann man nur in Gebieten mit hoher direkter Sonneneinstrahlung einsetzen. PV und TC kann man dagegen auch in unseren gemäßigten Breiten einsetzen.

Warum investiert jemand in PV auf seinem Hausdach? Vielleicht wohnt derjenige auch nicht gerade mitten in der Wüste.

Jetzt kommen wir endlich zur Diskussion meiner Frage: Warum gibt es keine solaren Thermovoltaik-Module?

Die kann man sich selbst auf das Dach setzen. Die Nutzung von Dachflächen in Ländern mit hoher Bevölkerungsdichte bietet sich an da man keinen zusätzlichen Landverbrauch hat.

Darum diskutieren wir ja.

Ich meine beide Technologien sind von den Einsatzmöglichkeiten vergleichbar: Beide

- skalieren von kleinen Größen bis zu sehr großen,

- können Globalstrahlung als auch Direktstrahlung nutzen,

- können mit als auch ohne Konzentratoren arbeiten,

- können die gleichen MPP-Laderegler/MPP-Solarwechselrichter nutzen,

- kommen ohne bewegliche Teile arbeiten,

- haben eine hohe Lebenserwartung,

- können in großen Stückzahlen industriell gefertigt werden.

Und die Vorteile die ich bei TV sehe habe ich meinem ersten Beitrag genannt:

- Nutzung eines breiteren Spektrums des Sonnenlichts

- Durch Integration von Wärmespeicherung Ausweitung der Stromabgabe

- Auch im Winter hohe Ausbeute da es nur auf Temperaturdifferenz ankommt.

- Im Winter auch Nutzung von Wärme der Heizungen möglich.

Keines der Argumente scheint mir in der bisherigen Diskussion widerlegt worden zu sein.

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Emil Naepflein

Hallo, Emil,

Du (netnewsegn) meintest am 13.06.08:

Also: 10 W elektrische Leistung werden umgesetzt (bei Ri = Ra) in 5 W an Ri und 5 W an Ra - das hat was. Und an den Generatorklemmen liegt die halbe Leerlaufspannung.

In der Nachrichtentechnik mag so etwas ja sinnvoll sein ...

Viele Gruesse! Helmut

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Helmut Hullen

Helmut Hullen schrieb:

In der Thermoelektrik eventuell auch? Oder was schlägst du vor? Ohne Last rauscht hier eben die ganze Wärmeenergie einfach durch, während der Generator ohne Last auch keine mechanische Energie aufnimmt. Würde der Generator unabhängig von der elektrischen Last immer die gleiche mechanische Energie aufnehmen, würdest du anders dimensionieren, oder?

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Rolf_Bombach

Hallo, Rolf_Bombach,

Du (rolfnospambombach) meintest am 13.06.08:

Hmmm - ich habe da den altbekannten schwarzen Kasten, diesmal mit dem Aufkleber "Thermoelektrik".

Wenn ich einfach mal anehme, dass sein thermoelektrischer Wirkungsgrad

100% sei (lass ich mir übrigens patentieren), dann könnte er bei passendem Verbraucher doch günstigstenfalls die gesamte thermische in elektrische Energie wandeln. Ok - da ist noch ein klitzekleines Problem mit der nötigen Temperaturdifferenz. Aber beim idealisierten Wandler kann ich schon mal kalte Füsse bekommen.

Wenn er einen (elektrischen) Innenwiderstand hat, dann ist der Wirkungsgrad nicht mehr 100%, dann heizt der Laststrom (und verringert die nutzbare Temperaturdifferenz).

Wenn keine Last dran hängt, dann wird 0 W elektrische Energie "herausgezogen" - dann ist doch der Wandler nur ein Stück Werkstoff. Wo soll das Problem sein?

Bei chemoelektrischen Wandlern ("Batterien") wird doch versucht, den Innenwiderstand sehr klein zu halten - gilt diese Idee nur bei solchen Wandlern?

Ja - dann käme die Kiste in den Hochofen.

Viele Gruesse! Helmut

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Helmut Hullen

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Möglicherweise schon.

Warum?

Ja, warum eigentlich?

PV funktioniert auch nur bei direkter Einstrahlung leidlich - diffuses Licht bringt nicht soviel Leistung. Und ich bezweifle, daß die PV-Module soviel billiger sind, daß es das ausgleicht. Wenn das nämlich so wäre, müßten sie eigentlich auch in "besseren" Lagen vorteilhafter sein.

Zudem: Warum wollen die Leute die Module denn partout hier im finsteren Deutschland auf *ihrem* Dach, während die doch in Spanien oder anderwo am Mittelmeer billiger installierbar wären und zudem noch

50 % mehr Energie liefern? Eigentlich verstehe ich das nicht. Was subventioniert der deutsche Stromkunde dabei denn eigentlich?

Wir warten auf die Antwort...

Wozu? Möglicherweise passen alle in Bremen installierten PV-Anlagen bequem auf das Dach des Weserstadions (); warum werden sie nicht einfach dort bzw. auf ähnlichen geeigneten Flächen (die es reichlich geben dürfte: (, )), installiert?

Wenn die Dächer der gewerblichen und sonstigen Großbauten alle belegt sind, könnte man evtl. auch EFH benutzen. Ansosnten: Warum sollte man?

Die können beide Globalstrahlung nur wenig nutzen, PV allerdings wesentlich besser.

Das ist falsch.

Es fehlen einfach seriöse Berechnungen über die Kosten des erzeugten Stroms aus PE. Und fachlich stößt mir auf, daß Du offensichtlich nicht verstehst, daß der Wirkungsgrad bei PE stark intensitätsabhängig ist, ganz im Gegensatz zu PV. Warum verstehst Du das eigentlich nicht?

Gruß aus Bremen Ralf

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Ralf Kusmierz

Moin,

Ralf Kusmierz schrub:

Und die Mindestgröße die man braucht, um an der Börse als Verkäufer aufteten zu können. Mit kleineren Anlagen ist man auf den Zwischenhandel angewiesen, also auf eines der 4 großen Unternehmen.

Nein, weil man einen Marktzutritt hat. Es gibt Wochenmärkte, auf denen Erzeuger und Endkunden direkt miteinander verhandeln und auf denen auch vergleichsweise kleiner Erzeuger anbieten können.

Beim Strom gibt es aber quasi keinen Einzelhandel.

Und praktisch vollkommen irrelevant:-).

Sehe ich ebenso. Angenommen ich wollte einen Container nach Amerika verschiffen und rufe bei der Reederei an. Antwort: 'Glückwunsch, ihr Container ist der, weswegen das bisher geplante Schiff nicht mehr groß genug ist und wie ein größeres einsetzen müssen. Sie müssen folglich allein die Differenz zwischen den Kosten für das kleine Schiff und das große Schiff bezahlen.' - Wäre ja wohl eine Lachnummer. Insbesondere da dann jeder weitere Container wieder für einen Spottpreis transportiert werden könnte.

Und die Kosten so umlegen, funktioniert halt nicht. Würde es funktionieren b.z.w. würde man einen sauber definierten gesetzlichen Rahmen für diese Art der Umlage festlegen, dann würden dynamische Stromkostenabrechnungen allerdings durchaus den Markt verändern. Es würde tendenziell eher an den Orten erzeugt werden, wo auch verbraucht wird.

Um so besser für Kleinerzeuger, dann fallen auf dem Weg vom Kleinerzeuger zum Kleinverbraucher nebenan kaum Durchleitungskosten an.

Es geht nicht um das, was sie tun, es geht um das was sie können. Es ging mir darum aufzuzeigen, dass eine grundsätzliche Unterschiedung zwischen Kleinerzeugern und kleinverbrauchern nicht nötig ist, da sich beides sozusagen nur um einen Bias unterscheidet.

Wenn Erzeugungs- und Durchleitungskosten dynamisch verrechnet würden, dann müsste es deiner Meinung nach einen recht großen Untershcied ausmachen, ob in einer Region nur so viel Stom verbraucht wird, wie erzeugt wird, oder ob Strom aus weiter entfernten Kraftwerken importiert werden muss. Selbst wenn die Erzeugungskosten keine Rolle spielten, die Durchleitungskosten müssten ja wohl gewaltig davon abhängen, ober der Strom aus der Nachbarschaft oder von weit weg her kommt. Bei der derzeitigen Abrechnung fallen solche Unterschiede nicht auf, weil die Durchleitungskosten einfach auf die insgesamt durchgeleitete Menge umgelegt und zeitlich gemittelt wird, so dass der Strom für den Endkunden in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem Kraftwerk genau so viel kostet, wie weit weg davon.

Vermutlich nicht. Einzig eine Verstaatlichung der Netze würde was ändern können.

CU Rollo

Reply to
Roland Damm

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