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GFS Photovoltaik
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Johannes Kreuzer
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Präsentation aus der 10. Klasse mit der Note 1-2
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PHOTOVOLTAIK NWT-ENERGIE UMWANDLUNGSPROZESS INHALT I. Definition 2. Funktionsweise 3. Wirtschaftlichkeit 4. Vor- und Nachteile 5. Die Größte Anlage der Welt 6. Zukunftschancen 7. Quellen rignma OPER 1. DEFINITION Photovoltaik ➤ Umwandlung von Lichtenergie (Sonnenlicht) in elektrische Energie durch photovoltaische Zellen (= Solarzellen) > Leitet sich ab von griechisch photos = Licht • "Volt'' = elektrische Spannung 2. FUNKTIONSWEISE Solarzelle I. Sonnenlicht besteht aus Energieträgern (Photonen). 2. Treffen Photonen auf Stoffe wie Silizium(n+Schicht) setzen diese Elektronen frei → Photoeffekt 3. Diese Elektronen wandern zur Leiterbahn, die positiven "Löcher' wandern zum Rückseitenkontrakt. 4. Da positive und negative Ladung sich anzieht und die Rekombination diesen Kontakt verhindert, müssen die Elektronen den Umweg" über die angeschlossene Leitung nehmen. 5. Lichtenergie Solarzelle Elektrische Energie Siliziumschicht Leiter-↓↓↓ilbahnen n+ Schicht Grenzschicht p-Schicht Rückseitenkontakt Gleichstrom + Gleichstrom- 2. FUNKTIONSWEISE Solarzelle n-dctiert + p-dotiert + + + + + + + + + -0 + + + + 2. FUNKTIONSWEISE Photovoltaik I. Solarzellen erzeugen durch Sonnenenergie Gleichstrom. 2. Gleichstrom fließt zum Wechselrichter → Umwandlung in Wechselstrom 3. Wechselstrom fließt durch einen Stromzähler misst wie viel Strom erzeugt wurde Solarzelle Wechselrichter 4. Wird an sonnigen Tagen mehr Strom produziert als verbraucht → Überschuss ins Netz = Energie-Rückspeisung ins Netz da 110 0 5. Wird bei schlechtem Wetter/nachts weniger Strom produziert als verbraucht →Fehlende Strom kommt aus dem Netz = Energie-Bezug ab Netz Netz Energie-Bezug ab Netz Energie-Rückspeisung ins Netz 3. WIRTSCHAFTLICHKEIT ● ● ● 120 10 Anlagekosten sinken stetig: eine durchschnittliche Anlage mit 5 KWp kostet ca. 10.000 €, Photovoltaik lohnt sich mehr, wenn man den Strom selbst verbraucht und nicht ins öffentliche Netz einspeist → Einspeisevergütung ist niedrig (12 cent/Kilowattstunden), Kosten der Erzeugung 10-12 cent/KWh → Strom preisgünstiger produziert als vom Netzbetreiber (ca....
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26 cent/KWh) kauft Anlagen bis 10 Kilowatt Leistung sind von Erneuerbare-Energien-Gesetz-Umlage befreit und erhalten eine staatlich garantierte Einspeisevergütung → Eigenverbrauch des Solarstroms bringt durch gestiegenen Strompreis mehr Gewinn 4. VOR- UND NACHTEILE VORTEILE ● • unendliche Energiequelle Sonne Lange herstellergarantiere Lebensdauer (20 Jahre) Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Preisvorgaben der Energiekonzerne • schnelle Installation Gesetzliche Förderungsmöglichkeiten ● ● umweltfreundlicher Strom ● NACHTEILE ● • Effektive Energieproduktion abhängig von Lage, Witterung, Jahreszeit ● ● nicht ständig verfügbar, nur wenn Sonne scheint →nachts wird kein Strom produziert hohe Investition ● Wirkungsgrad abhängig vom Preis • man braucht geeignete (Dach-) Flächen 5. DIE GRÖSSTEANLAGE DER WELT ● ● ● steht in Yuma in Arizona (USA) 290 Megawatt → versorgt 250.000 Haushalte mit grünem Strom es regnet dort nur an einem Tag im Monat 5,2 Millionen Solarmodule 220.000 Tonnen CO₂ werden gespart 6. ZUKUNFTSCHANCEN ● ● In manchen Regionen (z.B. Chile, Abu Dhabi, Dubai,..) günstigste Stromquelle → Solarfelder produzieren dort Strom für 2-3cent/KWH → Es werden immer mehr größere Energieparks gebaut. • Weltweite Nachfrage führt zu weiter sinkenden Kosten Sobald man das Problem der Speicherung gewonnener Sonnenenergie löst, werden konventionelle Kraftwerke kaum noch gebraucht. ● FUTURE START Weltweit 2016 Anlagen mit Gesamtleistung von 75 Gigawatt neu installiert (+19 Gigawatt/Vorjahr) = 120 Kohlekraftwerksblöcke Fazit: Der Photovoltaik steht eine große Zukunft bevor! Die Sonne ist mit Abstand die älteste, zuverlässigste, sicherste und günstigste Energiequelle. 7. QUELLEN BILDQUELLEN ● ● ● ● ● https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5c/20150807 xl P 1010973 Erneuerbare Energien in Oberstdorf_Photovoltaik- Solaranlagen.JPG/1280px- 20150807 xl P1010973 Erneuerbare Energien in Oberstdorf Photovoltai k-Solaranlagen.JPG http://sms.ckw.ch/content/ckwsms/de/startseite/mittelstufe/solaranlage- erklaert/_jcr_content/contentPar/textimage/image.ckwspooler.ckwsms_text image big.440.png/1460208396400.png http://www.solarenergysystems.eu/uploads/pics/solarzelle schema3.gif https://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=imag http://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad= rja&uact=8&ved=0ahUKEwi84|PHIeHYAhVFlpoKHdFvAPgQjRwlBw&url=ht tp%3A%2F%2Fwww.geldstube.net%2Fwie-verdient-man-viel- geld%2F&psig=AOvVaw0 DOfBhJpyuS_pb8fksu5a&ust=1516370256131010 http://www.pv-kontor.info/uploads/images/guenstige-energiequelle.jpg TEXTQUELLEN ● ● https://www.eon.de/frag-eon/artikel/hat- photovoltaik-in-deutschland-noch-eine- zukunft https://de.wikipedia.org/wiki/Photovoltaik http://sms.ckw.ch/content/ckwsms/de/start seite/mittelstufe/solaranlage-erklaert.html DANKE FÜR EURE AUFMERKSAMKEIT! HABT IHR NOCH FRAGEN?
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Funktion, Aufbau, Wirkungsgrad, Vor- & Nachteile usw.
PHOTOVOLTAIK NWT-ENERGIE UMWANDLUNGSPROZESS INHALT I. Definition 2. Funktionsweise 3. Wirtschaftlichkeit 4. Vor- und Nachteile 5. Die Größte Anlage der Welt 6. Zukunftschancen 7. Quellen rignma OPER 1. DEFINITION Photovoltaik ➤ Umwandlung von Lichtenergie (Sonnenlicht) in elektrische Energie durch photovoltaische Zellen (= Solarzellen) > Leitet sich ab von griechisch photos = Licht • "Volt'' = elektrische Spannung 2. FUNKTIONSWEISE Solarzelle I. Sonnenlicht besteht aus Energieträgern (Photonen). 2. Treffen Photonen auf Stoffe wie Silizium(n+Schicht) setzen diese Elektronen frei → Photoeffekt 3. Diese Elektronen wandern zur Leiterbahn, die positiven "Löcher' wandern zum Rückseitenkontrakt. 4. Da positive und negative Ladung sich anzieht und die Rekombination diesen Kontakt verhindert, müssen die Elektronen den Umweg" über die angeschlossene Leitung nehmen. 5. Lichtenergie Solarzelle Elektrische Energie Siliziumschicht Leiter-↓↓↓ilbahnen n+ Schicht Grenzschicht p-Schicht Rückseitenkontakt Gleichstrom + Gleichstrom- 2. FUNKTIONSWEISE Solarzelle n-dctiert + p-dotiert + + + + + + + + + -0 + + + + 2. FUNKTIONSWEISE Photovoltaik I. Solarzellen erzeugen durch Sonnenenergie Gleichstrom. 2. Gleichstrom fließt zum Wechselrichter → Umwandlung in Wechselstrom 3. Wechselstrom fließt durch einen Stromzähler misst wie viel Strom erzeugt wurde Solarzelle Wechselrichter 4. Wird an sonnigen Tagen mehr Strom produziert als verbraucht → Überschuss ins Netz = Energie-Rückspeisung ins Netz da 110 0 5. Wird bei schlechtem Wetter/nachts weniger Strom produziert als verbraucht →Fehlende Strom kommt aus dem Netz = Energie-Bezug ab Netz Netz Energie-Bezug ab Netz Energie-Rückspeisung ins Netz 3. WIRTSCHAFTLICHKEIT ● ● ● 120 10 Anlagekosten sinken stetig: eine durchschnittliche Anlage mit 5 KWp kostet ca. 10.000 €, Photovoltaik lohnt sich mehr, wenn man den Strom selbst verbraucht und nicht ins öffentliche Netz einspeist → Einspeisevergütung ist niedrig (12 cent/Kilowattstunden), Kosten der Erzeugung 10-12 cent/KWh → Strom preisgünstiger produziert als vom Netzbetreiber (ca....
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26 cent/KWh) kauft Anlagen bis 10 Kilowatt Leistung sind von Erneuerbare-Energien-Gesetz-Umlage befreit und erhalten eine staatlich garantierte Einspeisevergütung → Eigenverbrauch des Solarstroms bringt durch gestiegenen Strompreis mehr Gewinn 4. VOR- UND NACHTEILE VORTEILE ● • unendliche Energiequelle Sonne Lange herstellergarantiere Lebensdauer (20 Jahre) Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Preisvorgaben der Energiekonzerne • schnelle Installation Gesetzliche Förderungsmöglichkeiten ● ● umweltfreundlicher Strom ● NACHTEILE ● • Effektive Energieproduktion abhängig von Lage, Witterung, Jahreszeit ● ● nicht ständig verfügbar, nur wenn Sonne scheint →nachts wird kein Strom produziert hohe Investition ● Wirkungsgrad abhängig vom Preis • man braucht geeignete (Dach-) Flächen 5. DIE GRÖSSTEANLAGE DER WELT ● ● ● steht in Yuma in Arizona (USA) 290 Megawatt → versorgt 250.000 Haushalte mit grünem Strom es regnet dort nur an einem Tag im Monat 5,2 Millionen Solarmodule 220.000 Tonnen CO₂ werden gespart 6. ZUKUNFTSCHANCEN ● ● In manchen Regionen (z.B. Chile, Abu Dhabi, Dubai,..) günstigste Stromquelle → Solarfelder produzieren dort Strom für 2-3cent/KWH → Es werden immer mehr größere Energieparks gebaut. • Weltweite Nachfrage führt zu weiter sinkenden Kosten Sobald man das Problem der Speicherung gewonnener Sonnenenergie löst, werden konventionelle Kraftwerke kaum noch gebraucht. ● FUTURE START Weltweit 2016 Anlagen mit Gesamtleistung von 75 Gigawatt neu installiert (+19 Gigawatt/Vorjahr) = 120 Kohlekraftwerksblöcke Fazit: Der Photovoltaik steht eine große Zukunft bevor! Die Sonne ist mit Abstand die älteste, zuverlässigste, sicherste und günstigste Energiequelle. 7. QUELLEN BILDQUELLEN ● ● ● ● ● https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5c/20150807 xl P 1010973 Erneuerbare Energien in Oberstdorf_Photovoltaik- Solaranlagen.JPG/1280px- 20150807 xl P1010973 Erneuerbare Energien in Oberstdorf Photovoltai k-Solaranlagen.JPG http://sms.ckw.ch/content/ckwsms/de/startseite/mittelstufe/solaranlage- erklaert/_jcr_content/contentPar/textimage/image.ckwspooler.ckwsms_text image big.440.png/1460208396400.png http://www.solarenergysystems.eu/uploads/pics/solarzelle schema3.gif https://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=imag http://www.google.de/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad= rja&uact=8&ved=0ahUKEwi84|PHIeHYAhVFlpoKHdFvAPgQjRwlBw&url=ht tp%3A%2F%2Fwww.geldstube.net%2Fwie-verdient-man-viel- geld%2F&psig=AOvVaw0 DOfBhJpyuS_pb8fksu5a&ust=1516370256131010 http://www.pv-kontor.info/uploads/images/guenstige-energiequelle.jpg TEXTQUELLEN ● ● https://www.eon.de/frag-eon/artikel/hat- photovoltaik-in-deutschland-noch-eine- zukunft https://de.wikipedia.org/wiki/Photovoltaik http://sms.ckw.ch/content/ckwsms/de/start seite/mittelstufe/solaranlage-erklaert.html DANKE FÜR EURE AUFMERKSAMKEIT! HABT IHR NOCH FRAGEN?