Die erneuerbaren Energien - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 201

Abb. 6.31 Die Abhängig-
keiten des Wirkungsgrads
thermischer Solarzellen von
der Temperaturdifferenz T − T
und der Sonnenintensität I max
bei einer Deckplatte ( voll ), bei
mehreren Deckplatten ( gestri-
chelt )undbeimVakuumeinbau
( gepunktet )

0.8

0.6

0.4
0.2

0.015 0.03 0.045

2 − 1

(T−T )/I (K a m kWh )

0m x

erfüllt sein. Ist in einem gewissen Wellenlängenbereich R ( λ )≡, so ist in demselben
Wellenlängenbereich A ( λ )= T ( λ )≡, das heißt, bei diesen Wellenlängen emittiert der
Körper keine Wärmestrahlung. Er verhält sich also nicht wie ein schwarzer Körper. Der
Absorber einer thermischen Solarzelle sollte im Wellenlängenbereich λ a diese Eigenschat
besitzen.
Der Leistungsverlust durch Wärmeleitung beruht auf der Eigenschat aller Körper, mehr
oder minder gut die Wärme von einem Ort hoher Temperatur T zu einem Ort niedrigerer
Temperatur T zu leiten. Diese Eigenschat wird gekennzeichnet durch den Wärmever-
lustkoezienten k V , der wiederum von der Wärmeleitfähigkeit Λ und der Schichtdicke
d des Materials abhängt, durch das die Wärmeleitung erfolgt:

Λ
d .

k V = (6.73)

Der Leistungsverlust, den dadurch der Absorber einer thermischen Solarzelle erleidet, er-
gibt sich zu

P V = k V A a ( T − T ) , (6.74)

wobei A a die effektive Oberfläche des Absorbers ist, durch welche die Wärme am stärks-
ten abgeleitet wird. Zwischen dem Absorber und den Deckplatten befinden sich in vielen
Zellen eine Lutschicht und Lutbesitzt nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Aufder Rück-
seite des Absorbers befindet sich eine Isolationsschicht, deren Wärmeleitfähigkeit durch
die richtige Materialwahl noch stärker reduziert werden kann. Man darf annehmen, dass
in einer normalen thermischen Solarzelle mit nur einer Deckplatte der Wärmeverlustko-
ezient von der Größe

K − m −

k V ≈ W ⋅ ⋅ (6.75)

ist. Dann ergibt sich nach den Gleichungen ( 6.69 ) und( 6.74 ) der Wirkungsgrad einer ther-
mischen Solarzelle zu

k V T

T
I max

−

η Wd = η max − . (6.76)

Die Abhängigkeiten von T − T und von I max sind in der Abb. 6.31 dargestellt, sie zeigen
uns, dass sich thermische Solarzellen auf den Breitengraden nur beschränkt verwenden