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Hallo zusammen,

es geht eher um Physik als um Elektrik, aber ich denke, ich bin hier trotzdem ganz gut aufgehoben.
Wenn die Sonne auf ein Solarpanel scheint, dann wird es warm.
Wenn man jetzt den dabei entstehenden Strom nutzt, kühlt es dann wieder ab?
Man entnimmt ja sozusagen einen Teil der Energie.
Oder anders gefragt: ist ein nicht angeschlossenes Panel wärmer an eines in Betrieb?

Gruß Ingo

» Hallo zusammen,
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» es geht eher um Physik als um Elektrik, aber ich denke, ich bin hier
» trotzdem ganz gut aufgehoben.
» Wenn die Sonne auf ein Solarpanel scheint, dann wird es warm.
» Wenn man jetzt den dabei entstehenden Strom nutzt, kühlt es dann wieder
» ab?
» Man entnimmt ja sozusagen einen Teil der Energie.
» Oder anders gefragt: ist ein nicht angeschlossenes Panel wärmer an eines in
» Betrieb?
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Stromfluss erzeugt (fast) immer Wärme.

Durch die Leitungswiderstände in den Panels erwärmt sich das Panel bei fließendem Strom sogar zusätzlich. Im Winter ist der Nebeneffekt zur Selbstabtauung gewünscht. Im Sommer leidet die Effizienz der Module unter der höheren Temperatur.

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Gruß
Der Ollanner

» Durch die Leitungswiderstände in den Panels erwärmt sich das Panel bei
» fließendem Strom sogar zusätzlich. Im Winter ist der Nebeneffekt zur
» Selbstabtauung gewünscht. Im Sommer leidet die Effizienz der Module unter
» der höheren Temperatur.

So hatte ich das auch erwartet.
Aber woher kommt die Energie?
Ich habe 100% Energie, 80% wird zu Wärme und etwa 20% zu Strom, so grob.
Wenn jetzt kein Strom abgenommen wird, was passiert dann mit den 20%? Die müssten doch auch zu Wärme werden.

Gruß Ingo

» » Durch die Leitungswiderstände in den Panels erwärmt sich das Panel bei
» » fließendem Strom sogar zusätzlich. Im Winter ist der Nebeneffekt zur
» » Selbstabtauung gewünscht. Im Sommer leidet die Effizienz der Module
» unter
» » der höheren Temperatur.
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» So hatte ich das auch erwartet.
» Aber woher kommt die Energie?

Strahlung der Sonne. Sie ist zwar etwa 150.000.000 km von der Erde entfernt, aber Sonnenbrand kriegt man hier trotzdem.

» Ich habe 100% Energie, 80% wird zu Wärme und etwa 20% zu Strom, so grob.

Haben Solarpanels echt nur einen Wirkungsgrad von 20%??? Das ist ja schlechter als ein AKW!

» Wenn jetzt kein Strom abgenommen wird, was passiert dann mit den 20%? Die
» müssten doch auch zu Wärme werden.

Die Absorptionswärme fällt immer an, egal ob man Strom entnimmt oder nicht. Wenn auch noch elektrischer Strom da durchfließt, entsteht zusätzliche Verlustwärme.
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» Gruß Ingo

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greets from aix-la-chapelle

Matthes

» » Durch die Leitungswiderstände in den Panels erwärmt sich das Panel bei
» » fließendem Strom sogar zusätzlich. Im Winter ist der Nebeneffekt zur
» » Selbstabtauung gewünscht. Im Sommer leidet die Effizienz der Module
» unter
» » der höheren Temperatur.
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» So hatte ich das auch erwartet.
» Aber woher kommt die Energie?
Sonnenlicht hat nicht nur ein Spectrum. Infrarot erzeugt Wärme aber keinen Strom Die Solarzelle verarbeitet nur einen kleinen Teil dieses Spectrums
» Ich habe 100% Energie, 80% wird zu Wärme und etwa 20% zu Strom, so grob.
» Wenn jetzt kein Strom abgenommen wird, was passiert dann mit den 20%? Die
» müssten doch auch zu Wärme werden.
Nö ist wie beim Fahrrad bergab, du trittst ins leere, deine Energie will keiner haben.

Übrigens ein Solarthermie Röhrenkollektor hat über 90% Wirkungsgrad.
Heute ist übrigens ein guter Tag für Photovoltaik, wir nähern uns dem Sonnenhöchststand und die Luft ist sau kalt und keine Wolke am Himmel. Mehr Ertrag wie heute wird man selten haben

» Haben Solarpanels echt nur einen Wirkungsgrad von 20%??? Das ist ja
» schlechter als ein AKW!
Was heisst "nur"? Vor ein paar Jahren lag der Wirkungsgrad von Solarzellen noch bei 5 bis 8%.

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Es ist unter der Würde eines Technikers, die Gebrauchsanweisung zu lesen!

» Wenn jetzt kein Strom abgenommen wird, was passiert dann mit den 20%? Die
» müssten doch auch zu Wärme werden.

Wenn kein Strom abgenommen wird fließt kein Strom. Wie bei Batterie und Steckdose, kein Verbraucher, kein Stromfluss. Wenn kein Strom fließt, kann der auch keine Wärme erzeugen. Trotzdem erwärmt sich die Solarzelle, wie auch ein schwarzes T-Shirt in der Sonne. Dazu braucht es weder beim T-Shirt, noch beim Solarelement einen Stromfluss.

» Wenn jetzt kein Strom abgenommen wird, was passiert dann mit den 20%? Die
» müssten doch auch zu Wärme werden.
Sicher. Energieerhaltungssatz.
? zusätzliche Arbeit der Ladungsträger am pn-Übergang ?
xy hat diese Frage mal vor Lichtjahren beantwortet.

Hallo,

Deine Gedanken sind ja nachvollziehbar:
Ausgangsbedingungen:
- Panelgrösse und Oberflächenbeschaffenheit = konstant
- Einstrahlung = konstant
=> Das Panel erwärmt sich durch Absorbtion von Strahlungsenergie, die nach den genannten Bedingungen konstant ist.
=> Die Temperatur des Panels ist konstant, Konvektionseffekte etc seien mal nich berücksichtigt bzw. als konstant angenommen

1. Fall: Das Panel erzeugt Strom, der wird aber nicht abgenommen. Die Temperatur des Panel wird sich da nicht ändern.
2. Fall: Du schließt das Panel kurz. Wo Strom durch Widerstände fließt, entsteht Wärme. Aber da die absorbierte Energie ja aufgrund der Randbedingungen begrenzt ist, kann sich das Panel nicht zusätzlich erwärmen, An der Absorbtion ändert sich ja nichts (Wärmeverteilung im Panel???)
3. Fall Wenn ich jetzt elektrische Energie entnehme, sollte sich das Panel geringfügiger erwärmen. Die vom Panel abgeführte thermische Energie + die abgeführte elektrische Enerrgie kann ja die absorbierte Energie nicht überschreiten oder erhöhen.

(Betrachte mal Panel + elektrische Verbraucher als ein geschlossenes System, welches durch die absorbierte Energei erwärmt wird, dann bleibt die Gesamtleistung im System immer gleich, nur deren Verteilung ändert sich) - Die Absorbtion ist ja immer die gleiche.

wo liegt da ein Fehler?? sind da Variable nicht berücksichtigt (Wirkungsgrad?) Aber selbts wenn sich der Wirkungsgrad ändert, bleibt die absorbierte Energie immer gleich, nur die Verteilung thermisch/elektrisch wird sich ändern.

» » Wenn jetzt kein Strom abgenommen wird, was passiert dann mit den 20%?
» Die
» » müssten doch auch zu Wärme werden.
» Sicher. Energieerhaltungssatz.
» ? zusätzliche Arbeit der Ladungsträger am pn-Übergang ?
» xy hat diese Frage mal vor Lichtjahren beantwortet.

Von aussen gesehen vergleiche ich das jetzt mal mit einer Wärmelquelle und einem Wärmeaustauscher, mit dem ich Wasser erwärme. Fließt das Wasser nicht, erreicht der Austauscher die Temperatur, die der durch die Flamme zugeführten Energie entspricht. Schliesse ich den Wärmeaustauscher kurz (direkte kurze Verbindung zwischen Zufluss / Abfluss, wird sich auch wieder die Temperatur auf den durch die Wärmequelle begrenzeten Wert einstellen. Führe ich jetzt Energie ab, sollte der Wärmeaustauscher abkühlen. Hier vernachlässigt man natürlich die Erwärmung durch Reibungsenergie. Auch die "Wärmespeicherung" des Wassers bleibt unberücksichtigt. Aber auch die Stromentnahme bewirkt ja eigentlich nur eine Umverteilung der Energie.

Hallo zusammen,

ich habe im mikrokontroller Forum einen Beitrag von 2019.
Sorry, kein Link.
Die Aussage ist: Sie wird nicht kühler, da bei einer warmen Zelle der Wirkungsgrad schlechter ist.
Aber wenn man zwei kalte Zellen in die Sonne legt, eine belastet, die andere nicht, wird die belastete weniger Warm.

Gruß Ingo

» Hallo zusammen,
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» ich habe im mikrokontroller Forum einen Beitrag von 2019.
» Sorry, kein Link.
» Die Aussage ist: Sie wird nicht kühler, da bei einer warmen Zelle der
» Wirkungsgrad schlechter ist.
» Aber wenn man zwei kalte Zellen in die Sonne legt, eine belastet, die
» andere nicht, wird die belastete weniger Warm.
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» Gruß Ingo
ok, dann war also mein Verdacht, dass evtl. der temperaturabhängige Wirkungsgrad als Variable den thermischen Ausgleich bewirken könne, nicht so falsch. Jetzt stellt sich mir die Frage, ob das "gerade so hinkommt" oder ob es da einen Zusammenhang gibt. Klar, der Wirkungsgrad wird mit Erwärmung geringer (lag das nicht bei 1% pro 3° oder so?). Oder besteht dort eine direkte Abhängigkeit, so dass für einen bestimmten Arbeitsbereich dieser Ausgleich genau erfolgt, d. h. der Wirkungsgrad sich nach der Stromentnahme richtet? Logisch wäre das, denn bei konstanter Bestrahlung können dann die Widerstandsverluste nur ausgeglichen werden, wenn die Energie dazu von der elektrisch abgegebenen Energie abgezogen wird - was einer Reduzierung des Wirkungsgrades gleichkommt. Würde das aber eine Temperaturreduktion an den Panels sicher auschschliessen?

» Oder anders gefragt: ist ein nicht angeschlossenes Panel wärmer an eines in
» Betrieb?

So ist es.

Im nicht angeschlossenen fließt der Strom eben *im* Panel, die Zellen sind ja Dioden.

» » Oder anders gefragt: ist ein nicht angeschlossenes Panel wärmer an eines
» in
» » Betrieb?
»
» So ist es.
Und zwar deutlich.
Hab da auch mal eine Messung gemacht, Ergebnisse kann ich nachreichen.

Edit: Die Module unter Nennlast (330W) hatten 45°C und die im Leerlauf 55°C. Gemessen bei 30°C Lufttemperatur im Sommer zur Mittagszeit (maximale Einstrahlung).

» So ist es.
ja, genau.
» Im nicht angeschlossenen fließt der Strom eben *im* Panel, die Zellen sind
» ja Dioden.
Ich würde es physikalisch mit der Energieerhaltung begründen: der Reflexionsfaktor des Panels bleibt (zumindest agenscheinlich in erster Näherung) gleich, egal ob eine Last angeschlossen ist oder nicht. Die in der Last nicht "verbrauchte" Energie, muß also als Wärme im Panel bleiben. Sie könnte ja, theoretisch, auch reflektiert werden. Also extrem formuliert, ohne Last wäre das Panel ein Spiegel, mit Last ein schwarzes Loch.