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Solarenergie
WPU-Kurs „Solarenergie“  am Goethe-Gymnasium ,[object Object],[object Object],Das Goethe-Gymnasium besitzt seit 1993 eine Solaranlage auf dem Dach des Schulgebäudes.
 
Kosten und Erträge von Solaranlagen Ausgaben: Kosten für eine Solaranlage mit einer Größe von ca. 8m² - 10m² mit Montage  (1kW Spitzenleistung) ca. 4.000 €  Einnahmen: Eine solche Solaranlage produziert im Jahr ca. 900-1.000 kWh  elektrische Energie. Jede kWh wird 2009 mit 43,01 Cent vergütet Einnahmen von ca. 380 - 430 Euro pro Jahr Nach ca. 10 bis 11 Jahren sind die Anschaffungskosten wieder eingenommen.
Während der Strompreis in den letzten Jahren ständig  gestiegen ist, sinkt der Preis für Strom aus Solaranlagen.
Sonnenscheindauer und Beleuchtungsstärke Reicht die Sonnenscheindauer in Deutschland für eine Nutzung der Solarenergie aus?
Sonnenscheindauer Die Sonnenscheindauer in Frankfurt ist im Vergleich zu  anderen Gebieten in Deutschland relativ hoch.
Beleuchtungsstärke ,[object Object],Versuch: Messung der Beleuchtungsstärke mit einem Fotosensor an verschiedenen Stellen Messung des Fotostroms einer Solarzelle an diesen Stellen Größerer Fotostrom  größere Leistung
Beleuchtungsstärke an verschiedenen Orten
Fotostrom in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke Ergebnis:  natürlich maximale Leistung bei direkter Sonneneinstrahlung Nutzung auch bei geringerer Beleuchtungsstärke möglich Solartankstelle:  Maximale Leistung 3,42 kW
Um dies herauszufinden haben wir die Wolken durch Abdeck-Scheiben( 1 , 2 & 3 ) simuliert. Wie wirkt sich ein bewölkter Himmel auf die Leistung der Solaranlage aus? 3 2 1
1 3 2 Leistung abhängig von der Bewölkung Spannung, die die Solaranlage liefert, nur sehr gering abhängig  von der Bewölkung Beleuchtete Fläche der Solarzelle  Spannung in mV Fotostrom in mA 506 165 496 121 478 78 451 40
Was muss beim Bau einer Solaranlage beachtet werden?  Wie wirkt sich die Ausrichtung der Solaranlage auf die Leistung aus? Ausrichtung gegen  die Sonne durch Dachform vorgegeben Ausrichtung in verschiedene Richtungen möglich durch Flachdach des Traffiq-Gebäudes
Ausrichtung   einer Solarzelle Versuch: Änderung des Winkels zwischen Lichteinfall und Solarzelle Messung des Fotostroms für verschiedene Winkel Solarzelle senkrecht zum Licht Winkel : 0°  - Fotostrom 552 mA Solarzellen gedreht Winkel : 20°  - Fotostrom 444 mA
Fotostrom und Ausrichtung der Solarzelle Größte Leistung bei senkrechtem Einfall der Sonne auf die Solarzelle
[object Object]
Ergebnis ,[object Object],[object Object],Süden Solaranlage muss sich automatisch mit dem Sonnenstand drehen. Nachteil: sehr teuer  Sehr gute Lösung für die Ausrichtung:   28°, nach Süden gerichtet Bei der Solartankstelle wurde diese Ausrichtung gewählt .
Wer kann eine Solartankstelle nutzen? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],Velo-Taxi
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Elektroroller
Elektroauto 480 kW Reichweite ca. 400 km 210 km/h Vielleicht sehen Sie eines Tages, wie ein solches Fahrzeug an einer Solartankstelle „getankt“ wird:
Teilnehmer des WPU-Kurses: ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Dennis Weber Lina Caspary Lena Entezami Lukas Bremer Stefan Haenzel Konstantinos Tsirivakos Alexia Oprean Leitung: Frau B. Zingel
[object Object],[object Object],Solaranlage des Goethe-Gymnasiums Leistung: 2 kW

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  • 2.
  • 3.  
  • 4. Kosten und Erträge von Solaranlagen Ausgaben: Kosten für eine Solaranlage mit einer Größe von ca. 8m² - 10m² mit Montage (1kW Spitzenleistung) ca. 4.000 € Einnahmen: Eine solche Solaranlage produziert im Jahr ca. 900-1.000 kWh elektrische Energie. Jede kWh wird 2009 mit 43,01 Cent vergütet Einnahmen von ca. 380 - 430 Euro pro Jahr Nach ca. 10 bis 11 Jahren sind die Anschaffungskosten wieder eingenommen.
  • 5. Während der Strompreis in den letzten Jahren ständig gestiegen ist, sinkt der Preis für Strom aus Solaranlagen.
  • 6. Sonnenscheindauer und Beleuchtungsstärke Reicht die Sonnenscheindauer in Deutschland für eine Nutzung der Solarenergie aus?
  • 7. Sonnenscheindauer Die Sonnenscheindauer in Frankfurt ist im Vergleich zu anderen Gebieten in Deutschland relativ hoch.
  • 8.
  • 10. Fotostrom in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke Ergebnis: natürlich maximale Leistung bei direkter Sonneneinstrahlung Nutzung auch bei geringerer Beleuchtungsstärke möglich Solartankstelle: Maximale Leistung 3,42 kW
  • 11. Um dies herauszufinden haben wir die Wolken durch Abdeck-Scheiben( 1 , 2 & 3 ) simuliert. Wie wirkt sich ein bewölkter Himmel auf die Leistung der Solaranlage aus? 3 2 1
  • 12. 1 3 2 Leistung abhängig von der Bewölkung Spannung, die die Solaranlage liefert, nur sehr gering abhängig von der Bewölkung Beleuchtete Fläche der Solarzelle Spannung in mV Fotostrom in mA 506 165 496 121 478 78 451 40
  • 13. Was muss beim Bau einer Solaranlage beachtet werden? Wie wirkt sich die Ausrichtung der Solaranlage auf die Leistung aus? Ausrichtung gegen die Sonne durch Dachform vorgegeben Ausrichtung in verschiedene Richtungen möglich durch Flachdach des Traffiq-Gebäudes
  • 14. Ausrichtung einer Solarzelle Versuch: Änderung des Winkels zwischen Lichteinfall und Solarzelle Messung des Fotostroms für verschiedene Winkel Solarzelle senkrecht zum Licht Winkel : 0° - Fotostrom 552 mA Solarzellen gedreht Winkel : 20° - Fotostrom 444 mA
  • 15. Fotostrom und Ausrichtung der Solarzelle Größte Leistung bei senkrechtem Einfall der Sonne auf die Solarzelle
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21. Elektroauto 480 kW Reichweite ca. 400 km 210 km/h Vielleicht sehen Sie eines Tages, wie ein solches Fahrzeug an einer Solartankstelle „getankt“ wird:
  • 22.
  • 23.