Wie produzieren Sonnenkollektoren ElektrizitÀt?

Sonnenkollektoren produzieren Strom, ohne CO2-Emissionen freizusetzen.

Sonnenkollektoren nutzen Solarzellen, um Strom zu erzeugen, so das US-Energieministerium. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen ist Solarenergie eine unendlich erneuerbare Energiequelle. Schließlich werden die fossilen Brennstoffe, eine nicht erneuerbare Energiequelle, erschöpft sein, und die Welt wird sich auf erneuerbare Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie konzentrieren mĂŒssen. Mit der Entwicklung neuer Solartechnologien sinken die Kosten fĂŒr Solarmodule und ihre Effizienz steigt. Sonnenkollektoren können Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln.

Funktion

Wenn Photonen von der Sonne auf eine photovoltaische Zelle treffen, werden Elektronen von der photovoltaischen Zelle freigegeben, entsprechend dem Energieministerium der Vereinigten Staaten. Diese Elektronen bewegen sich in Richtung der OberflĂ€che der photovoltaischen Zelle, was zu einem Ladungsungleichgewicht zwischen den hinteren und vorderen OberflĂ€chen der Zelle fĂŒhrt. Dies erzeugt eine potentielle Spannung, die den entgegengesetzten Enden einer Batterie Ă€hnlich ist. Wenn diese beiden FlĂ€chen ĂŒber eine externe Last wie ein GerĂ€t verbunden sind, wird Strom erzeugt.

GrĂ¶ĂŸe

Laut dem US-Energieministerium können einzelne voltaische Zellen eine GrĂ¶ĂŸe von 0,5 bis 4 Zoll im Durchmesser haben.

Nachteile

Ein Nachteil der Nutzung von Solarzellen zur Erzeugung von ElektrizitĂ€t besteht darin, dass die Menge an Sonnenlicht, die die ErdoberflĂ€che erreicht, laut dem US-Energieministerium nicht konsistent ist. Die Menge an Energie, die von der Sonne an die ErdoberflĂ€che abgegeben wird, hĂ€ngt von der Jahreszeit, der Tageszeit und den Wetterbedingungen ab. Sonnenenergie ist schwer zu speichern, was eine weitere Herausforderung darstellt. Ein weiterer Nachteil ist, dass große FlĂ€chen von Solarzellen gebaut werden mĂŒssen, um eine erhebliche Menge an Energie zu sammeln.

Vorteile

Ein Vorteil der Verwendung von Solarzellen zur Stromerzeugung ist, dass sperrige mechanische Generatoren nicht benötigt werden, um ElektrizitĂ€t zu erzeugen, so das US-Energieministerium. Beim Einsatz fossiler Brennstoffe werden große Generatoren benötigt. Solarmodule sind auch einfach zu installieren und können in der GrĂ¶ĂŸe variieren. Der Hauptvorteil der Nutzung von Solarmodulen zur Stromerzeugung besteht darin, dass Energie ohne Freisetzung von Kohlenstoffemissionen erzeugt wird.

Geschichte

Die ersten Photovoltaik-Systeme wurden 1954 von Bell Telephone-Forschern nach Angaben des US-Energieministeriums entwickelt. Ab Ende der 1950er Jahre wurden Photovoltaik-Zellen zur Stromversorgung von NASA-Weltraumsatelliten eingesetzt. Bald darauf wurden Photovoltaik-Zellen verwendet, um kleine GegenstÀnde wie Uhren und Taschenrechner zu betreiben.

Fun Fact

Die Menge an Sonnenenergie, die in einer Stunde auf die Erde fĂ€llt, ist grĂ¶ĂŸer als die Menge an Energie, die Menschen in einem ganzen Jahr verbrauchen, so Pnas.org.

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