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Autor Thema: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.  (Gelesen 38395 mal)

Offline Rubberduck

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #60 am: 06. September 2015, 17:27:38 Nachmittag »
klingt schön ist aber nicht ganz so einfach wie der schöne Text verheisst ......
Für den Seebergeffekt braucht man ca 60 Grad Temperaturdifferen am Peltier und dann liefert das Peltier beiweitem nicht die Leistung die es nominell verbraucht . aber einfach mal ausprobieren und berichten , dann sehen wir ob es sich mit meinen Ergebnissen deckt .
lg RD

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #60 am: 06. September 2015, 17:27:38 Nachmittag »

Offline sergirafael

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #61 am: 06. September 2015, 19:18:03 Nachmittag »
Um eine Solarzelle mit einem Peltier-Element zu kühlen und gleichzeitig Warm Wasser zu produzieren wird eine Arbeitsgruppe benötigt.
Arbeitsgruppen erstellten Arbeiten unter : https://www.physik.uni-kl.de/uploads/media/Photovoltaik.pdf , Dokument_1.pdf - KLUEDO - Universität Kaiserslautern oder unter http://www.itw.uni-stuttgart.de/forschung/forschungsgebiete/kaeltetechnik/Grundlagen.html

Dieselbe Idee ist die Rückseite mit Peltier Elemente auszustatten sind bereits Patentiert.

Die Umkehrfunktion von Peltierelemente ist für die Stromerzeugung wichtig, da die Photovotaik gekühlt und das Wasser erhitzt wird.

Die Peltierelemente werden direkt hinter das Photovoltaikelement mit Kühlerpaste befestigt.

Jedoch das Peltier element so beschalten, dass diejenige Seite welche auf die Photovoltaik Wafer gelangt kühlt. So auch das diejenige Seite welche mit Wasserohren ausgestattet ist, das kühle Wasser erhitzt.

  • Auf die Wärmende Seite des Peltierelementes wird nun ein Kupferrohr für die Wassererhitzung befestigt, eingangseitig kommt kaltes Wasser rein, ausgangseitig natürlich warmes Wasser raus.
  • Somit kühlt das Peltierelement die Solarzelle, erhitzt das Wasser im Kupferohr und produziert dadurch gleichzeitig elektrischen Strom
  • Somit erhälst du Warmes Wasser welches du in Entenhausen zum Baden deiner Qutscheenten verwenden darfst 

Und du bekommst gleichzeitig eine Kühle Solarzelle, die wenn es 40 °C und mehr ist,  nicht gleich nach 3 Jahren Betriebdauer die Blaue Anodenschicht kurzschliss, wo sich an den Kontaktstellen sonst eben Weisschichten bilden.
« Letzte Änderung: 06. September 2015, 19:21:20 Nachmittag von sergirafael »
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Offline sergirafael

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #62 am: 26. September 2015, 15:03:24 Nachmittag »
Um ein Kilogramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen benötigt man eine Energie 116.11 Watt / Stunden. Die Wärmekapazität von Wasser ist 418 J/(g K), 1 Liter Wasser sind ca 1 kg also 1000 g,Der Temperaturunterschied beträgt 1 °C somit 1 K
Energie = Wärmekapazität * Masse * Temperaturdifferenz.

Energie = 418 J/(g K) * 1000 g * 1 K

Energie = 418000 J

1 J = 1 Ws

Energie = 418000 Ws

                      418000 Ws
Energie = ---------------------
                      3600 s/h


Energie = 116,(periode)1 Wh

Energie = 0,116111 kWh
Um  von 1000 l Wasser um ein Grad also zu erwärmen benötigt man  1,162 kWh an Energie.

Auf einer Solarzellenfläche von zwei Quadratmeter ensteht eine Temperatur von 60° Ceslisus welche auf 20° Celsius heruntergekühlt wird.
Somit erhält man eine Wärmeänderung Q von 40°C.

Meine Messungen ergeben dass 5000 Liter Wasser innerhalb von 12 Stunden von 14 °C Celsius auf eine Endtemperatur von 45 °C erwärmt werden können wenn eine Fläche von 16.5 Quadratmeter Photovoltaik zellen von der ungekühlten Temperatur von 75 °C auf die Betriebstemperatur von 35°C heruntergekühlt werden. Somit kann pro Quadratmeter Photovoltaik zellenfläche bei Hybridphotovoltaik anlagen eine Thermische Energie von rund 600 Watt pro Stunde erzeugt werden. Innerhalb eines Atomkraftwerkes wird auch nur Wasser erhitzt.

Hybrid Photovoltaik Module um Strom und Heiss wasser zu produzieren sind käuflich seit 2012/2013 unter:
http://energysystems.meyerburger.com/en/products/hybrid/hybrid/  ein 800 Watt Thermisches und 240 Watt elektrisches Modul aus der Schweiz
http://www.sunsystem.bg/de/fotovoltaika/PV-T/
http://www.nieberle-solar.com/ ein 1090 Watt Thermisches und 280 WPs Photelektrisches system aus Deutschland
http://www.sunsmart.at/de/produkte/10-hybride-pv-module-sonnenkollektor.html
aus Österreich
http://eks-solaris.de/solarprodukte/pvt-hybrid-module-250-wp-stromherstellung-und-warmwassergewinnung
aus Deutschland
ausserhalb der Gebiete fand ich keine Angeobte in den USA oder CHINA.
« Letzte Änderung: 28. September 2015, 20:39:44 Nachmittag von sergirafael »
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #62 am: 26. September 2015, 15:03:24 Nachmittag »
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Offline sergirafael

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #63 am: 09. Oktober 2015, 18:36:55 Nachmittag »
Um das warm  Wasser einer Hybridsolarzellen mit einem Register Durchlaufboiler/Wärmepumpenboilder zu nutzen, werden  Förderbeiträge für Stromeffizienzprogramme beim Ersatz von Elektroboilern durch Wärmepumpenboiler oder den Anschluss von Boilern an eine bestehende Wärmepumpe mit einem Förderbeitrag  von Fr. 450.- belohnt gilt ab 1.10.2015 unter http://www.effiwatt.ch/documents/conditions
Bolier der Katogorie sind auf dem Markt unter:

www.bel-eltron.ch
www.alpha-innotec.ch
http://www.kibernetik.com/de/produkte/waermepumpen/produktart/kategorien/waermepumpenboiler/
www.swisstherm.ch
www.atlantic-fw.de

Warmwasseranschluss für Spüler: Wichtig zu beachten ist das es Haushaltsgeräte wie Waschmachinen und Geschirrspüler mit Warmwasseranschluss auf dem Wahrenmarkt seit 2005 erhältlich sind. Um 45°Celsius warmes Wasser zu verwenden wie zum waschen von Kleider reicht eine Hybridphotovoltaikzelle mit der Fläche von 5m2
Weiterführende informationen zu Verbraucher WASCHMASCHINEN ECT. mit Warmwasseranschluss  http://www.topten.ch/uploads/images/download-files/topten_beilage_warmwasser_2012.pdf
« Letzte Änderung: 10. Oktober 2015, 17:13:10 Nachmittag von sergirafael »
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #63 am: 09. Oktober 2015, 18:36:55 Nachmittag »

Offline Kernspalter

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #64 am: 11. Oktober 2015, 11:26:13 Vormittag »
Eine andere Möglichkeit der PV-Kühlung ist die mit einem Eisspeicher.

Vorteile:
Das Haus und die Hybridmodule werden im Sommer mit dem Eisspeicher gekühlt
und der Speicher gleichzeitig regeneriert.

Gruß,
Jesn
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #64 am: 11. Oktober 2015, 11:26:13 Vormittag »
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Offline conradelektro

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #65 am: 11. Oktober 2015, 19:54:17 Nachmittag »
Eine technisch scheinbar einfache Möglichkeit die Effizienz einer Photovoltaik-Zelle zu steigern ist die Konzentration des einfallenden Lichts, weil Linsen oder Spiegel billiger sind als das Photovoltaik-Substrat:

http://www.solarserver.de/solar-magazin/solar-report/konzentrator-photovoltaik-bringt-die-sonne-auf-den-punkt.html

Aber im Endeffekt ist der Zugewinn nicht dramatisch (ungefähr 50%) und die Kosten sind in der Praxis doch dann hoch (vor allem die Nachführung).

Meiner unmaßgeblichen Meinung nach ist es besser auf möglichst viele Dächer Photovoltaik zu montieren, statt zu versuchen die Effizienz der Zellen durch Zusatz-Einrichtungen zu verbessern.

Sehr gut funktionieren sollen Photovoltaik-Zellen hoch oben auf den Bergen, weil es mehr UV-Licht gibt und es bedeutend kühler ist als im Tal. UV-Licht ist gut für Photovoltaik-Zellen und die Kühlung ist von selbst gegeben.

Grüße, Conrad

Offline Kernspalter

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #66 am: 12. Oktober 2015, 17:38:12 Nachmittag »
Nach meiner Meinung sollten alle Dächer von SO bis SW mit Hybridzellen bestückt werden.
Strom und Warmwasser auf gleicher Fläche.

Gruß,
Jens
« Letzte Änderung: 12. Oktober 2015, 19:43:48 Nachmittag von Kernspalter »
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #66 am: 12. Oktober 2015, 17:38:12 Nachmittag »
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Offline sergirafael

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #67 am: 13. Oktober 2015, 11:33:27 Vormittag »
Eine Hybridsolarzelle ermöglicht es die Photovoltaikzelle abzukühlen, das Wasser aufzuheizen und durch einen Wärmetauscher diese Wärme zu erhöhen. Kältespeicherungen können natürlich für die Kaltwasserzuspeisung verwendet werden. wie im bild unten.
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Offline sergirafael

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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #68 am: 31. Oktober 2015, 05:48:19 Vormittag »
Die Kühlung von Photovoltaikzellen mit einem Gartenschlauch mag als Gebastel abgestempelt werden.
Betrachtet man jedoch die Kühleistung, die ein normaler Gartenschlauch mitsichbringt, so ist dies eine sehr Preisgünstige Varriante.
Eine durchschnitliche Polykristalline Zelle wird im Dauerbetrieb 75°Celsius warm.
Bei Kühlung mit einem Gartenschlauch sinkt die Zellentemperatur auf 38°C.
Die Klemmenspannung eines PV Modules sinkt rapide mit steigender Temperatur.
Selbst wenn die Umgebungstemperatur der Luft nur 6 ° Celslius ist,
Die Zelle selbst wird selbst dann noch erhebliche 50°Celsius warm.
Diese Wärme muss abgeführt werden, am besten in das Heitzsystem einer Wohnung.
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #69 am: 01. November 2015, 16:24:32 Nachmittag »
Um eine Hybridsolarzelle aufzubauen können 3 Lagen GlasPlatten Schichten übereinander verwendet werden. Diese werden Sandwich übereinander geklebt. Zwischen den ersten zwei Glascheiben befinden sich die Photovoltaikzellen. Auf der Rückseite wird mit einer Distanz von 5mm eine Glascheibe wasserdicht mit Wasseranschluss im Sandwitchverfahren darüber montiert. In dieser Schicht der Rückseite der Potovoltaikzelle wird nun Wasser für die kühlung geführt. Somit ist die gesammte Fläche der Rückseite gleichmässig mit Wasser gedeckt. Ein Überdruckmechanismus muss jedoch gewährleistet werden. Zudem muss im Winter Gefrirrschutz eingefüllt werden.
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #70 am: 11. Februar 2016, 15:00:15 Nachmittag »
Photovoltaikzellen mit 80WP  auf dem B2B Markt sind ab 20 Euro erhältlich z.B. unter  http://www.secondsol.de/handelsplatz/marktplatz,1847,Suchergebniss,419f7bb4c7cebdc,PREIS,ASC,1,LIST.htm

Will man im Winter ein Haus oder eine Wohnung heitzen so belaufen sich die nettoanschaffungs- Kosten auf 800 Euro auf 1000 Watt / h.

Wichtig: Eine Speicherheitzung kann jeweils unter vorbehalt direkt an die Photovoltaikanlage angeschlossen werden.
Dazu sollten jedoch 3 oder 4 Elektrspeicheröfen in reihe geschalten werden, der Lastwiderstand der Heitzung muss dem Innenwiderstand der Photovoltaikanlage angepasst werden.

Rechenbeispiel: Man schaltet jeweils 3 Elektoöfen zu 20 Ohm in Reihe was 60 Ohm ergibt.
Damit kann z.B. ein Photovoltaik string zu 408 Volt a 6.6 Ampere geschalten werden.

Somit umgeht man die Netzeinspeisung die führte sonst dazu dass die Energie zum Billigtarif verkauft und zum 4 Fachen Preis für eine Elektroheitzung eingekauft wird.

Öfen dürfen jedoch während des Betriebes an Gleichspannung nicht ausgeschalten werden, die Funkenstrecke welche sich über den Schalter bilden, führen zu verbrennen der Lastschalter. Es müssen spezielle Mehrfachwegschalter für das Auschalten verwendet werden.   
« Letzte Änderung: 11. Februar 2016, 15:04:04 Nachmittag von sergirafael »
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Re: Solarzellen kühlen, effizienz steigern.
« Antwort #71 am: 22. Januar 2017, 20:52:35 Nachmittag »
Eine seriöser und glaubhafter Messeaubau mit Hybrid Photovoltaik Modulen wurde ein durchschnittlicher Effizenzertrag um 31% erreicht.
Literatur mit Messaufbau http://www.spf.ch/fileadmin/daten/publ/Zenhaeusern_Brenet_2014.pdf

Eine weitere Studie über das Temperaturverhalten und Leistungsabgabe einer PV Anlage ist https://www.nist.gov/ einsehbar unter
http://fire.nist.gov/bfrlpubs/build05/PDF/b05047.pdf
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