Wäre es von Vorteil, eine Lupe auf ein Solarpanel zu setzen? [Duplikat]

In meiner Kindheit war es üblich, Lupen zu verwenden, um Papier und abgestorbene Blätter zu verbrennen.

Aber wäre es eine gute Idee, eine Linse über einem Solarpanel zu platzieren und sicherzustellen, dass das gesamte verstärkte Licht jede Solarzelle auf dem Solarpanel trifft? Ich weiß, dass einige Leute diese Methode verwendet haben, um mehr Energie zu gewinnen, aber ich habe mich gefragt, ob dies zuverlässig und dauerhaft ist.

Würde das vergrößerte Licht das Solarpanel nicht verbrennen oder würde es sofort in elektrische Energie umgewandelt?

Antworten (1)

Dies ist bis zu einem gewissen Grad möglich.

Allerdings sind Sonnenkollektoren immer noch ziemlich ineffizient. Selbst bei Top-Panels heizen etwa 80 % der Leistung das Panel auf, anstatt in elektrischer Form herauszukommen.

Oberhalb einer bestimmten Temperatur hören Halbleiter auf, Halbleiter zu sein. Das sind etwa 150 °C für Silizium. Sie können das Panel nicht so heiß werden lassen, da es keinen Strom mehr erzeugt.

Selbst unterhalb der maximalen Halbleitertemperatur werden Solarmodule weniger effizient. Der Strom ist ungefähr proportional zum Lichtfluss, aber die Spannung nimmt mit der Temperatur ab. Da die Ausgangsleistung Strom mal Spannung ist, ist ein heißes Solarpanel weniger effizient als ein kühles, wenn alle anderen gleich sind.

Bedenken Sie, dass bei optimalen Bedingungen an der Erdoberfläche das voll einfallende Sonnenlicht eine Leistung von etwa 1,2 kW pro Quadratmeter hat. Selbst bei einem realistischeren Wert von 1 kW/m 2 sind das immer noch 800 W/m 2 , die man loswerden muss, um das Panel betriebsbereit zu halten. Das sind ungefähr 520 mW pro Quadratzoll, was hilfreich sein kann, wenn Sie es gewohnt sind, Transistoren und dergleichen zu kühlen.

Eine gewisse Menge an zusätzlichem Flussmittel funktioniert also, aber Sie können es nicht zu weit bringen. Die Effizienz wird sinken, aber die Gesamtleistung ist immer noch mehr als ein blankes Panel. Wenn Sie es jedoch übertreiben, wird das Panel zu heiß und Sie erhalten überhaupt keinen Strom, plus möglicherweise dauerhafte Schäden am Panel.

In Bezug auf die absolute Leistungssammlung ist es immer besser, mehr Panelfläche hinzuzufügen, als diese Fläche damit zu verbringen, Licht auf ein kleineres Panel zu konzentrieren. In einigen Fällen begünstigt die Wirtschaftlichkeit eine gewisse Konzentration des Lichts (Spiegel sind billiger als Sonnenkollektoren).

Wenn die Temperatur ein Problem darstellt, können wir ein Kühlsystem entwerfen. Lassen Sie beispielsweise Wasser über die Plattenoberfläche spülen. Noch besser, wir können ein Rückgewinnungssystem entwickeln, um das erwärmte Wasser zu nutzen. Dies ist besonders in nördlich abgelegenen Städten machbar.
Ich mag diese Idee eigentlich. Aber anstatt Wasser auf die Oberfläche zu bringen, könnten wir einen thermoelektrischen Generator zwischen Solarpanel und kaltem Wasser verwenden, um die Energiegewinnung effizienter zu gestalten.
@Nathan: Ein thermoelektrischer Generator hat einen Temperaturabfall, sodass das Platzieren eines Generators zwischen dem Solarpanel und dem Wasser die Kühlwirkung auf das Solarpanel verringert. Da der Temperaturunterschied nicht sehr hoch sein wird, wird der thermoelektrische Generator sehr ineffizient sein. Ich bezweifle, dass die zusätzliche Leistung des thermoelektrischen Generators den Verlust des Solarpanels aufgrund der höheren Temperatur ausgleicht, ganz zu schweigen von dem Nachteil der zusätzlichen Komplexität und der zusätzlichen Kosten.