Solar-PC selbst gebaut: Grundlagen

Solarzellen-Typen: Bis zu 25% Wirkungsgrad

Solar PC Typen Zellen Auf einem so genannten Solarmodul sind insgesamt 36, 72 oder auch 96 einzelne Standardzellen platziert. Dabei hat sich in den vergangenen Jahren die Zellengröße mit 125 mm im Quadrat am Markt etabliert. Am häufigsten verbreitet sind Dickschicht-Siliziumzellen, da der Wirkungsgrad mit bis zu 20 Prozent bei polykristallinen und 25 Prozent bei monokristallinen Zellen recht hoch ausfällt. In der noch kurzen Historie der Solarzellen wurden mehrere Arten von Solarzellen entwickelt, die sich im Aufbau und der Effizienz bei der Energieumwandlung unterscheiden. Für den industriellen Einsatz und Hausgebrauch zur Netzeinspeisung werden Solarzellen aus monokristallinem und polykristallinem Silizium eingesetzt. Der geringere Wirkungsgrad von polykristallinem Silizium wird durch den Preisvorteil wieder ausgeglichen. Die untenstehende Grafik zeigt das Größenverhältnis auf, welche Solarzellen-Flächen zur Erzeugung von 1000 Watt elektischer Leistung notwendig sind.

Module aus amorphen Silizium werden vorrangig im Freizeitbereich eingesetzt. Die Dünnschichttechnologien CIS und Cadmium-Tellurid (CdTe) haben zur Zeit nur einen Marktanteil von zirka 2 Prozent. Module aus diesen Materialien haben gegenüber den kristallinen Modulen einige Vorteile: Da die Materialdicke der Zellen um zirka den Faktor 100 geringer ausfällt als bei kristallinem Material, ist der Materialeinsatz deutlich geringer. Hinzu kommt die Tatsache, dass Dünnschichtmodule diffuse Sonneneinstrahlung und schwaches Licht – also beispielsweise bei Wolken-verhangenem Himmel – besser als kristalline Module nutzen können. Somit sind Dünnschichtmodule gegenüber Verschattung wesentlich toleranter. Ein weiterer Vorteil besteht in der Unempfindlichkeit gegenüber hohen Temperaturen bei Sonneneinstrahlung. Nachteile der Dünnschichtmodule gibt es auch: Sie haben unter der Annahme gleicher Leistung einen größeren Platzbedarf gegenüber den kristallinen Materialien.

Solar PC Typen Zellen

  • Wirkungsgrad Massivzellen
    • monokristallines Silizium 25%
    • polykristallines Silizium 20%
  • Wirkungsgrad Dünnschichtzellen
    • amorphes Silizium 10%
    • CdTe 16%
    • CIS/CIGS 20%
    • nanokristallines Si 10%
    • mikro-/polykristallines Si 10%
    • Polymere 5%

In der Praxis werden die Zellen in Reihe geschaltet, um aus zirka 0,6 V Spannung einer einzelnen Standardzelle eine verwertbare höhere Spannung zu gewinnen. Industriell werden Solarmodule aus einzelnen Zellen aufgebaut, die mit Drähten verbunden und zwischen Glasplatten und Polymerfolie geschützt sind. Die Dünnschichtzellen werden schon in der Herstellung auf große Träger aufgebracht und verschaltet.

Solar PC Typen Flaeche

Bei den Massivzellen sind der mechanische Träger und das photovoltaisch aktive Material identisch. Massivzellen werden ähnlich wie Prozessoren und Grafikchips aus Siliziumscheiben (Wafern) hergestellt.

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12 Kommentare
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  • atk
    Wow! Was für eine Idee, genial! Wäre toll, wenn sich der etwas besser auskennende Verbraucher aus den Artikeln selbst so einen PC bauen könnte (wobei ich natürlich nicht weiß, inwieweit man schon fertige Solar-Komponenten kaufen kann). Alleine wenn das 10 Leute tun, wäre das ja schon eine kleine Umweltentlastung. HUT AB!
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  • DaywalkerNL
    Ein interessantes Thema, aber mich würde sehr interessieren, was eine solche Solaranlage kostet? Ich meine komplett mit allem Drum-und-dran.
    Oder hab ich das überlesen?
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  • atk
    Mich auch, da sticht mir aber auch schon eine Werbung von Google hier ins Auge: "Solarnachführung 65W 999€ von Solartrack". Ich hoffe, THG hat da eine günstigere Lösung. Seien wir einfach gespannt. Wenn das halbwegs rentabel ist und nicht allzu schwer zu bauen, werden sich hoffentlich einige (inklusive mir) auf die Bastelei stürzen. Die Solaranlage und der PC sollte ja kein Problem sein bei den richtigen Komponenten.
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  • bummelch
    Beschwerde: diese Hinhalterei ist nervaufreibend...

    Lob: toller Artikel, bin gespannt auf die Fortsetzung
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    1. Solarzellen kosten viel Strom, vor allem in der Herrstellung (da wird mehr Strom verbraucht als die Zellen jemals abgeben)
    2. Solarzellen zu recyceln ist sehr teuer und ähnlich umweltbelastend wie die Batterieentsorgung (Silizium,Edel/Schwer-Metalle, Verunreinigungen, Cadmium, usw...)
    3. Der verwendete Akku ist die Krönung des ganzen. Wie oft kann man den wohl laden wenn er nicht einmal auf Polymer-Technologie basiert? (1000x Mal wäre schon gut, das wären dann so ca. 3-4 Jahre)
    4. Solarzellen halten nicht ewig. Fragt da mal die Leute von der ESA/NASA, die können ein Lied davon singen.
    Davon mal abgesehen ist das eine gute Idee, vor allem wenn man Geld sparen will. Energie wird dank Trusts und Korruption immer teurer. Wenn man davon ausgeht, dass Energiepreise in den nächsten Jahren locker 300% steigen können, ist das eine sinnvolle Investition.
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  • Lexington
    1. Solarzellen kosten viel Strom, vor allem in der Herrstellung (da wird mehr Strom verbraucht als die Zellen jemals abgeben)

    Das war vielleicht mal in den 80er Jahren so, du wiederholst hier nicht mehr gültige Behauptungen und betreibst den gleichen FUD wie irgendwelche Kraftwerksbetreiber, die ihre Felle davonschwimmen sehen.
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  • teutone
    Das Argument mit Verhältnis den Herstellungsverbrauch und den Nutzungsgewinn würde ich so schnell nicht abtun. Ich habe noch keine wirklich brauchbare Studie gesehen zu diesem Thema. Die einen benutzen einfach die Siliziumabfälle der Chipindustrie ohne einzurechnen wieviel Energie verbraucht wurde bis diese überhaupt vorhanden sind. Andere rechnen mit zu kurzen Lebenszeiten. Und wieder andere sind zu optimistisch was die wirkliche Sonnendauer angeht.
    Aber ich glaube schon das der Nutzen auf lange sicht größer ist. Nur rechne jetzt mal aus wieviel Solarzellen allein für die Produktion weiterer Solarzellen (Ersatz der ausgefallenen)arbeiten müssten...
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  • Leonardo
    Grundsätzlich finde ich die Idee nicht schlecht - aber nur um aufzuzeigen was technisch möglich ist. Den Preis kann man getrost mal beiseite lassen.
    Kein vernünftig denkender Mensch wird um Geld zu sparen solch eine Lösung bei den heutigen Preisen anstreben.
    Nicht dass ich gegen Stromsparen und Umweltschutz bin - ganz im Gegenteil, man muß eher schauen wo kann ich mit geringst möglichem Einsatz (Geld) die größte Effektivität erreichen.
    Ich kann beispielsweise nur immer wieder den Kopf schütteln, wenn jemand für 20.000€ eine Photovoltaikanlage aufs Dach des Altbaus schraubt, hierfür subventionierte Gelder einsteckt um ein paar Kilowattstunden Strom zu erzeugen und sich dann noch als Umweltfreund hinstellt! Hätte er das gleiche Geld in eine anständige Wärmedämung gesteckt wäre der Umwelt mindestens mit dem Faktor 10 oder sogar mehr geholfen. Den großen High-Tech-Anspruch kann man damit allerdings nicht nach aussen präsentieren - was manchen anscheinend wichtiger ist wie das Ergebnis !
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  • ecoenergy
    @teutone und andere:
    Die energetische Amortisation ist je nach Bauart eines PV-Moduls in 2-5 Jahren klar gegeben.
    http://www.solarportal24.de/nachrichten_714_energy_payback.html
    http://www.energiesparhaus.at/energie/pv_energamort.htm
    http://www.volker-quaschning.de/datserv/kev/index.html
    u.a.

    @Leonardo
    Genau deiner Meinung, die erste sinnvolle Investition beim Energiesparen ist immer die Wärmedämmung.


    Aber nichtsdestotrotz ist der solarPC von THG eine super Sache der die Leute zum Ernergiesparen und nachdenken bringt. Nebenbei wär das System auf einer Geek-Almhütte wohl sinnvoll einzusetzen. :-)
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  • timurinamanu
    Im Prinzip eine geniale Idee, wenn die Solarzellen nicht so viel Kosten würden..
    Hat THG auch einmal gedacht Strom aus dem Wind zu bekommen(zb. Windmühle oder sowas)?
    und ist eine Kombination aus einer kleinen Windmühle (zb. mit Dynamo dran) und Solarenergie an den Akku anzuschließen -> dann hätte man Strom in der Nacht und immer wenn keine Windstille herrscht.
    Ich hoffe sehr dass viele Leute auf umweltfreundliche und billige Stromlösungen greifen (auch wenn es den Nebeneffekt hat das die Stromkonzerne weniger Kunden haben -> weniger verdienen)
    mfg
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  • ritch07
    ist ein Notebook nicht eine alternative zum selbstbau rechner ? viele Notebooks gehen doch von Hause aus sparsam mit den kostbaren Strom um ...
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  • Thomas_X
    Ein weiterer Einsatzzweck wäre der Betrieb an einer günstigen Desktop USV in Gebieten mit häufigen Stromausfällen. Je geringer der Stromvervbrauch der PC-Komponenten, desto länger kommt man ohne Netz aus.
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