Thema: Silizium Solarzellen im Brennpunk von Parabolspiegeln

Es ist durchaus möglich bis zu einer Konzentration von 10 bis 20 fach
die Stromerzeugung mit Siliziumzellen zu beherschen.

Einige Praxiserfahrungen:
- Als Parabol ist die Rinnenform gut geeignet
- Die Zellen lassen sich dann schön in einer Reihe anordnen.
- Die Bestrahlung ist gleichförmig ohne große Unterschiede
- Die Zellenkühlung ist durch die Kanalform leichter zu gestalten.
- An den Enden sollte der Parabol ca 80cm überstehen.
- Die obtimale Größe ist mit 80cm bis 150cm bautechnisch zu beherschen
- Die Nachführung benötigt nur eine Achse
- Bei Nacht wird das Gerät zugeklappt und verschmutzt weniger.

Meine Probleme dabei:
- Beim Schneiden der Zellen treten atomare Verunreinigungen auf
wodurch der Wirkungsgrad auf ca. 6-10% sinkt.
- Auf der Oberseite müssen zusätzliche Leiterbahnen aufgebracht werden
um den erhöhten Strom abzuführen.
Silberleitlacke sind möglich aber zum Anlöten von Kontakten nicht
optimal.
- Die Reflexion des Lichtes beim Eintritt in den Kanal ist recht hoch.


Über freundliche Hinweise würde ich mich

Hallo Elektriker,

ich frage ich was der ganze Aufwand mit den Parabolspiegeln bringen soll?
IMHO ist es wesentlich einfacher eine 10-20 mal größere PV-Zelle bzw. Modul zu nehmen

Hallo Franky,

ich dachte gar nicht, daß ich es erwähnen müsste, daß man
mit Parabolsystemen und Konzentration der Strahlung
eine beträchtlich geringere Menge an Solarzellen einsetzen
muss um die gleiche Energieerzeugung als bei Solarmodulen zu erreichen.

Je nach Berechnungsgrundlage erwartet man eine Einsparung
durch ein Parabolsystem von 40-60%.

Die Herausforderung lohnt sich, aber es ist nicht so einfach ein Stachelschwein zu kitzeln !!

Grüsse

leider sinkt der Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Solarmodule mit steigender Temperatur.
Bei ausreichender Größe des Parabolspiegels lassen sich Anlagen mit Stirling-Motoren effizienter realiesieren.

Hallo Energiesparer

Das die Leistung von Solarzellen temperaturabhängig ist,
hängt mit dem Nachlassen der generierten Spannung und
den steigenden Innenwiderständen ab.
Ich glaube der generierte Strom steigt sogar geringfügig.

Solarzellen im Parabol werden natürlich in Kühlflüssigkeit betrieben.

Es entsteht ca. 50-70°C warmes Wasser am Ausgang bei obtimaler Kühlung.
Eine Verwendung ist in eingegrenztem Umfang möglich.
Aber es sollte immer der Schwerpunkt darauf liegen eine
tiefe Kühlmitteleingangstemperatur zu erreichen.

Die Hilfe die ich suche, sind eigentlich nicht Richtungsentscheidungen,
sondern praktische technische Kniffs bei der Herstellung
der Testanlagen.
Insbesondere bei der Konfektion und Kontaktierung der Zellen wie ich
oben beschrieben habe.


Grüsse

PS.: Zum Stearling habe ich ein gespaltenes Verhältnis, da ich selbst
schon Entalpiemessungen im Niedrigtemperaturbereich (bis 120°C)
durchgeführt habe. Die Leistungsausbeute selbst bein Alpa Stearling
hat keine Retabilität erwarten lassen.

Das Grundproblem ist das exponentiale Verhältnis zwischen Temperaturunterschied und Leistung.

Hallo Elektriker,

im Stirling findest du den Carnot-Prozeß nahezu in Idealform. Klar, er funktioniert mit höheren Temperaturdifferenz besser.
Genauer, sehr schöne Darstellung unter:

http://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Prozess...

Aber imho zwei Nachteile:

1. Das System muss der Sonne nachgeführt werden.

2. Die Parabolkonstruktionen

Gruss

Frank

Elektriker hat Folgendes geschrieben:

Hallo Energiesparer Das die Leistung von Solarzellen temperaturabhängig ist, hängt mit dem Nachlassen der generierten Spannung und den steigenden Innenwiderständen ab. Ich glaube der generierte Strom steigt sogar geringfügig. Solarzellen im Parabol werden natürlich in Kühlflüssigkeit betrieben. Es entsteht ca. 50-70°C warmes Wasser am Ausgang bei obtimaler Kühlung. Eine Verwendung ist in eingegrenztem Umfang möglich. Aber es sollte immer der Schwerpunkt darauf liegen eine tiefe Kühlmitteleingangstemperatur zu erreichen. Die Hilfe die ich suche, sind eigentlich nicht Richtungsentscheidungen, sondern praktische technische Kniffs bei der Herstellung der Testanlagen. Insbesondere bei der Konfektion und Kontaktierung der Zellen wie ich oben beschrieben habe. Grüsse PS.: Zum Stearling habe ich ein gespaltenes Verhältnis, da ich selbst schon Entalpiemessungen im Niedrigtemperaturbereich (bis 120°C) durchgeführt habe. Die Leistungsausbeute selbst bein Alpa Stearling hat keine Retabilität erwarten lassen. Das Grundproblem ist das exponentiale Verhältnis zwischen Temperaturunterschied und Leistung.

Hallo Franky,

die Solarzelle im Parabol ist nicht ganz nebenbei zu machen, schon recht.

Aber der Parabol ist kein Problem.
Ich verwende einen Rinnenparabol, der aus parabolförmigen Spanden
besteht und mit einem Rahmen gehalten wird
(wie bei einer Modellflugzeugtragfläche).
Hergestellt werden die Spanden auf einem CNC gesteuertem Fräsroboter.

An der Unterseite ist er drehbar auf einem Rohr gelagert, welches den Erdanker bildet.

Vorteile:
- einfach zu bauen
- sehr fest - Windsicher
- umklappbar und Nachführung mit nur einem Servomotor

Ich suche Praxiserfahrungen beim Schneiden und
Kontaktieren von Solarzellen

Grüsse

PS: Am Stearlingprozess kann man sich wunderbar begeistern und es
sieht im Modell wunderbar aus, aber bitte teste es selbst in der Praxis
und du wirst dich wundern wie gering die abnehmbare Leistung ist,
wie hoch die Drücke im System sein müssen und wie schwer die Energien
optimal umzuwandeln sind.

Leider

...wünsch dir auf jeden Fall viel Erfolg dabe, auch wenn ich dir leider nicht weiterhelfen konnte.

Franky

Hallo Franky,

vielen Dank für die netten Worte.

Ich hoffe ja nur, daß sich ein Techniker, Physiker oder Technologe
findet, der dazu einige sachdienliche Hinweise geben kann,
die eine zielgerichtete Umsetzung erleichtern.

Die Voraussetzungen sind gut, Technik und Genehmigungen sind
vorhanden.

Grüsse

Hallo Elektriker,

hab nochmal ein bisschen nachgedacht:

Elektriker hat Folgendes geschrieben:

Meine Probleme dabei: a)- Beim Schneiden der Zellen treten atomare Verunreinigungen auf wodurch der Wirkungsgrad auf ca. 6-10% sinkt. b) - Auf der Oberseite müssen zusätzliche Leiterbahnen aufgebracht werden um den erhöhten Strom abzuführen. Silberleitlacke sind möglich aber zum Anlöten von Kontakten nicht optimal. c) - Die Reflexion des Lichtes beim Eintritt in den Kanal ist recht hoch. Über freundliche Hinweise würde ich mich

zu a) wenn du etwas hinter den Brennpunkt gehst, kommst du auch mit den Standards (10cmx10cm) aus. und kannst vielleicht das schneiden vermeiden.
zu c) Würd mir sowas wie ein geschlitztes Rohr bauen, wobei der Brennpunkt genau am Schlitz liegt und die Solarzellen dahinter, damit vermeidest du den größten Teil der Reflexionen - allerdings ist das Thema Kühlung dann noch nicht ausgestanden.

zu b) Im Versuchstadium erst mal Silberlack belassen - ansonsten mit dem Hersteller Kontakt aufnehmen.

Sobald das einigermassen geht, nimm Tandemzellen, die sind zwar teurer, aber da sie mehr Energie in Strom umwandeln, wirds mit der Hitzeentwicklung besser.

Bin mal gespannt was da noch draus wird.

Viel Erfolg

Hallo Franky,

danke für die Gedanken.

Zu a) Grösser sollen die Zellen nicht sein, sonst stimmt weder
die Kalkulation noch die Stromgröße, die sollte unter 20A liegen
(besser 10A).
Die Arbeitspunktverschiebung außerhalb des Brennpunktes ist auch
nicht nötig !!! - Funktioniert gut !!

Die Kühlung ist kein Problem, es wird von Kühlmedium umspühlt
und kühlt hoffentlich auch zukünftig ausreichend.

Zu b) Da habe ich schon Wunderwerte bestätigt bekommen , die leider
nicht immer zu erreichen waren.

Grüsse

Kommentar von "mike007" erstellt am 21.06.2010,22:56
Thema: Sonstiges(Sonstiger Kommentar/ Tipp)

Also meine Lieben: Teil 1
2) Monokristalline und polykristaline SI-Solarzellen erreichen strommässig so ziemlich ihre Sättigungskurve bei normaler Sonneneinstrahlung (12 Uhr, 15,Mai, Köln). Was darüber ist, wird als Verlustwärme mit abgeführt.
Sonnenlicht noch mehr bündeln bringt also nix.
Was aber geht: Das meist - un-sonnige Tageslicht stets so zu konzentrieren, dass die Zellen in die Sättigung gehen, also planare Reflektoren nehmen, die das diffuse Licht spiegeln.
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Mail an mike007

Kommentar von "mike007" erstellt am 21.06.2010,22:57
Thema: Sonstiges(Sonstiger Kommentar/ Tipp)

Teil 2
Sonnenlicht bündeln und 1000 facher Strom-Output bei Solarzellen?
Si-Zellen? Nein ! IV-III Mehrschicht-Zellen ? ja !(ISE Fraunhofer Institut).
Nicht konsumermässig erhältlich. Für Solare Photovoltaik-Kraftwerke und Weltraumsatelliten. Wirkungsgrad: bis 45%. Erhöhte UV-Empfindlichkeit.
Diese Zellen sind -konzentratorfähig- und haben wesendlich geringere Temp-Verluste.
Herstellungskosten: sehr intensiv.
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Um dem bisherigen Sorgenkind Solarzelle weiter auf die Sprünge zu helfen: eine bisher ungewohnte Optimierung der Spannungsausgabe.
Bei wenig Licht wenig Spannung. Ein Computer schaltet nun Zellen in Serie. Bei viel Licht werden Zellen parallel geschaltet. Vorteil: je höher die Spannung, desto effektiver die DC-DC-Wandlung oder DC-AC-Wandlung.
Somit optimiert man Solarzellen-Systeme.

Mail an mike007